器件的结温理解
作者：互联网
结温（Junction Temperature）
结温是处于电子设备中实际半导体芯片（晶圆、裸片）的最高温度。它通常高于外壳温度和器件表面温度。结温可以衡量从半导体晶圆到封装器件外壳间的散热所需时间以及热阻。
最高结温（Maximum junction temperature），器件结温越低越好
最高结温会在器件的datasheet数据表中给出，可以用来计算在给定功耗下器件外壳至环境的热阻。这可以用来选定合适的散热装置。
如果器件结温超过最高工作温度，器件中的晶体管就可能会被破坏，器件也随即失效，所以应采取各种途径降低结温或是让结温产生的热量尽快散发至环境中。
首先必须保证芯片的结温在其可以承受的范围之内。工业级产品一般规定范围是-20~85℃，军品或者汽车级能达到-40~125℃
对于搞芯片散热的工作目标就是把结温控制在范围内吗？还是控制在最佳的温度范围内？有所谓的最佳温度范围吗？
追答：对的 特别随着芯片的功耗越来越大，在工作的时候就会产生越来越多的热量。如果要维持芯片的结温在正常的范围以内，就需要采取一定的方法使得芯片产生的热量迅速发散到环境中去。
而芯片工作性能最好情况也只在部分温度范围，在恶劣环境情况下性能肯定会下降，这就对芯片设计提出很高的要求，要在全温度全工艺角情况下满足指标要求才行
结温为：热阻×输入功率+环境温度,因此如果提高接合温度的最大额定值,即使环境温度非常高,也能正常工作。
一个芯片结温的估计值Tj，可以从下面的公式中计算出来：
Tj=Ta+( R θJA × PD )
Ta = 封装的环境温度 ( º C )
R θJA = P-N结至环境的热阻 ( º C / W ) （数据手册一般会提供）
PD = 封装的功耗即输入功率 (W)
推荐以Tj 的最高容许温度的80%为基准来进行热量设计。
降低结温的途径：
1、减少器件本身的热阻；
2、良好的二次散热机构；
3、减少器件与二次散热机构安装介面之间的热阻；
4、控制额定输入功率；
5、降低环境温度；
在阅读半导体器件的Datasheet时，我们经常可以看到很多温度值，结温度，外壳温度，环境温度等等。本人在网上查阅了一些相关资料，在此做简要说明。一份典型的关于半导体温度相关参数的说明如下图所示。 
背景
通常，芯片的结温(Junction Temperature)（Tj）每上升10℃，器件的寿命就会大约减为一半，故障率也会大约增大２倍。Si 半导体在Tj 超过了175℃时就有可能损坏。由此，使用时就必须极力降低Tj，以容许温度（通常80～100℃）为目标进行热量设计。但是，对于功率器件那样的高输出 元件，要把Tj 抑制在容许温度以下其实是比较困难的，所以通常以规格书里揭载的最高容许温度的80%为基准来设计Tj。另外、即使器件的封装相同，根据器件的芯片尺寸、 引线框架的定位尺寸、实装电路板的规格等不同、热阻值也会发生变化，需要特别注意。
定义
半导体封装的热阻是指器件在消耗了１[Ｗ]功率时，用芯片和封装、周围环境之间的温度差按以下公式进行计算。
其中
| 项目 | 解说 |
| θｊａ | 结温（Ｔｊ）和周围温度（Ｔａ）之间的热阻 |
| ψｊｔ | 结温（Ｔｊ）和封装外壳表面温度（Ｔｃ 1）之间的热阻 |
| θｊｃ | 结温（Ｔｊ）和封装外壳背面温度（Ｔｃ 2）之间的热阻 |
| θｃａ | 封装外壳温度（Ｔｃ）和周围温度（Ｔａ）之间的热阻 |
| Ｔｊ | 结温 |
| Ｔａ | 周围温度 |
| Ｔｃ 1 | 封装外壳表面（型号面）温度 |
| Ｔｃ 2 | 封装外壳背面温度 |
| Ｐd | 最大容许功率 |
结温(Tj)的验证方法（ψjt 已知）
用以下的方法可以估算结温(Tj)。
如之前讲述的、推荐以Tj 的最高容许温度的80%为基准来进行热量设计。
注)θja,ψjt 是实装到以JEDEC 规格为基准的电路板上时的数值，但是根据引脚类型的尺寸、电路板的材质和尺寸、电路板上的布线比率的不同，多少会有些变化，要特别注意。
标签：封装,器件,结温,理解,Tj,热阻,温度 来源： https://blog.csdn.net/chenhuanqiangnihao/article/details/112554161