继续学习 TI FAE 分享的运放参数解析系列文章,并对其中的内容做了注释。
以下是转载的原文(蓝色底纹的文字为本站注释)。
又忙了一段时间,今天终于抽出点时间把运放参数的详细解释系列博客写完了。最后一小节还是写点,非常重要而极易被人忽略的问题——运放的热阻。
在运放的 datasheet 中经常见到如下表所示的参数:来自 THS3091 的 datasheet。
经常看到两个参数,但又常被人忽略。下面先解释什么叫热阻。半导体封装的热阻是指器件在消耗了1[W]功率时以产生的元件和封装表面或者周围的温度差。这听起来有点难理解,看下面的图,和公式。
公式看上去有些难理解,一点一点解释。TA 是指芯片的环境温度。Tj 是指芯片的结温,也是指芯片内部 Die 的温度。这两者之间的温度差只与芯片的功耗和热阻有关,那通过上面的公式,可以计算出热阻的定义公式:
上面的定义可以知道热阻的单位,是 温度/功耗。 这也就是上面第一个表格中看到的热阻单位。
上面说完了热阻的定义,下面就说说常见到的两个热阻参数。第一个是θJC, 这个是表示,芯片内部结温 junction 和芯片封装外壳 case 之间的热阻, 这个值一般相对比较小。别一个是θJA,这个是表示芯片结温 junction 与芯片 ambient 的环境之间的热阻,这个热阻一般要比θJC大一些。这是由于芯片的外壳向周围环境散热要难一些。因此我们在实验室的室温环境下,去摸高功耗的芯片外壳还是很热。
关于运放的热阻听了上面的一大堆理论后,看下面的图,画的非常清淅,θCA也有清淅的示意。
上面讲了很多理论,最后说一点热设计的注意事项。当芯片的工作电流非常大时,芯片的封装热阻比较大时,就要注意散热设计了。如 THS3091 用+/-15V 供电工作在高频时,输出信号幅度又大时,电流可以达到 50mA 之上。此时芯片的功耗为 1.5W 以上。采用无散热 pad 的芯片时,温升会非常高。芯片的 datasheet 上的热阻是在 JEDEC 标准定义的板子上测试的。一般实际的电路板散热可能没有那么好,
芯片 datasheet 上一般给出最高结温为 150°C。但长时间工作的芯片,结温不能超过 125°C。下面是 THS 3091 的 datasheet 中给出的最大结温参数。
关于芯片散热设计请参考下在的应用手册
http://www.pa.msu.edu/hep/d0/ftp/run2b/l1cal/hardware/component_information/ti_slma002_power_pad.pdf
原文链接:运放参数的详细解释和分析-part25, 运放的热阻
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