热路
热路即热传导通过的路径,现以半导体器件来说明。半导体器件的热量产生于PN结,热量通过器件内部结构传到器件外壳,再散发到周围的空气中。由于半导体器件的外壳不可能制作得很大,外壳和空气的接触面积不够大,所以大功率半导体器件都要采用散热板扩大其外壳和空气的接触面积,加快散热过程。因此,大功率半导体器件的热路为PN结→管壳→散热板→空气。
热阻
热阻是热传导路径上的阻力,表示热传导过程中每散发掉1W功率的热量,热路两端需要的温度之差,其符号为RT,单位为℃/W。热阻的串并联关系与电路中电阻的串并联计算方法相同。
如图所示。半导体功率器件的热路中一般由三个热阻串联而成,它们是:
图:半导体功率器件的热路
①从发热的PN结到器件外壳的热阻θjc。
②从管壳到散热板的热阻θcs。这是两个金属接触面间的热阻。由于管壳与散热板之间需加绝缘垫片,而绝缘垫片一般传热性不好,所以存在一定的热阻。
③散热板与空气间的热阻θsa,它与散热板的材质和空气的接触面积有关。
散热器
基于热源(半导体器件)和周围空气之间温羞和热阻而运作的热量散失器件叫做散热器。
散热器功能
因源于半导体器件热量传输有效面积的增加,因而散失热量也增大。
自然对流
目然对流是指围绕或通过散热器空气的运动系因温差和浮力效应而产生。
强制对流
强制对流指空气的运动系因力学手段而产生,如风机或鼓风机。
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