從(cong)事(shi)電(dian)子(zi)電(dian)力(li)設(she)計(ji)工(gong)作(zuo)的(de)人(ren)都(dou)知(zhi)道(dao)，芯(xin)片(pian)是(shi)電(dian)路(lu)中(zhong)的(de)心(xin)髒(zang)
，而(er)涉(she)及(ji)芯(xin)片(pian)問(wen)題(ti)
，首(shou)先(xian)要(yao)考(kao)慮(lv)的(de)就(jiu)肯(ken)定(ding)是(shi)散(san)熱(re)。芯(xin)片(pian)散(san)熱(re)的(de)好(hao)壞(huai)將(jiang)直(zhi)接(jie)關(guan)係(xi)到(dao)此(ci)電(dian)路(lu)係(xi)統(tong)能(neng)否(fou)正(zheng)常(chang)工(gong)作(zuo)
，通(tong)常(chang)來(lai)說(shuo)耗(hao)散(san)功(gong)率(lv)指(zhi)的(de)就(jiu)是(shi)芯(xin)片(pian)散(san)熱(re)
，本(ben)篇(pian)文(wen)章(zhang)給(gei)出(chu)了(le)一(yi)些(xie)關(guan)於(yu)耗(hao)散(san)功(gong)率(lv)的(de)經(jing)驗(yan)總(zong)結(jie)，希(xi)望(wang)大(da)家(jia)在(zai)閱(yue)讀(du)之(zhi)後(hou)能(neng)夠(gou)有(you)所(suo)收(shou)獲(huo)。

 

芯片的spec上一般都有耗散功率這個參數。比如芯片ZXT10P20DE6
，它的datasheet中有以下參數：

任何TTL或者CMOSqijiandoushiyaozaiyidingdejiewenxia，erxinpiansuizhegonghaodeshenggao，wenduzhujianshangsheng


，dangdaodazuidajiewendeshihou，cishixinpiandegonghaojiushihaosangonglv。xinpiandegonghaoyibanyongP=I2R或者P=UI(線性條件下)來計算。

 

從ZXT10P20DE6 datasheet，womenkeyilejiedaohaosangonglvdoushizaiyidingtiaojianxiaceshichulaideqijiannenggouchengshoudezuidagonglv，chaoguozhegezuidagonglv，qijianjiukenenghuizaoshoubukehuifudesunhuai。yibanceshitiaojianshihuanjingwenduhesanrecuoshi。ZXT10P20DE6它的耗散功率是在攝氏25度下，在兩個散熱措施：25mm*25mm 1oz（34um）的銅箔
，器件直接焊接在一個FR4 PCB板下測試出的功率。

 

測試環境直接關係到了耗散功率的大小。比如ZXT10P20DE6，它是一個三極管，他的最大結溫是150度（但實際可能到不了
， 130度才能正常工作）。在25度環境下它能測出1.1W耗散功率，但在75度環境下可能它的耗散功率就隻有零點幾瓦了。不同的散熱措施下，耗散功率也不同，一個是 1.1W，一個是1.7W。

 

表征散熱措施一個參數是熱阻。所謂“熱阻”（thermal resistance）
，是指反映阻止熱量傳遞的能力的綜合參量。熱阻的概念與電阻非常類似，單位也與之相仿——℃/W，即物體持續傳熱功率為1W時
，導熱路徑兩端的溫差。對散熱器而言，導熱路徑的兩端分別是發熱物體（CPU）與環境空氣。對於IC而言導熱兩端路勁是IC最中心與環境空氣。

 

上表中三極管的熱阻是73度/W。如果該三極管功耗是1W，則其溫度將達到25+73=98度。如果功耗增加到 1.7W, 則三極管的結溫就將達到25+1.7*73=25+124=145度。此時芯片已經達到最大結溫，芯片功耗再上升的話
，就會損壞芯片。使用散熱措施能夠降低器件的熱阻，比如 AMD一款雙核CPU，它做了散熱措施之後

，熱阻隻有0.414度/瓦。

 

對(dui)於(yu)一(yi)個(ge)芯(xin)片(pian)，我(wo)們(men)要(yao)怎(zen)麼(me)關(guan)注(zhu)它(ta)的(de)散(san)熱(re)問(wen)題(ti)？首(shou)先(xian)，查(zha)手(shou)冊(ce)了(le)解(jie)芯(xin)片(pian)的(de)耗(hao)散(san)功(gong)率(lv)。然(ran)後(hou)
，計(ji)算(suan)芯(xin)片(pian)在(zai)極(ji)端(duan)工(gong)作(zuo)條(tiao)件(jian)下(xia)的(de)最(zui)大(da)功(gong)耗(hao)。最(zui)後(hou)

，對(dui)比(bi)耗(hao)散(san)功(gong)率(lv)和(he)芯(xin)片(pian)最(zui)大(da)功(gong)耗(hao)，如(ru)果(guo)耗(hao)散(san)功(gong)率(lv)小(xiao)於(yu)芯(xin)片(pian)最(zui)大(da)功(gong)耗(hao)
，則(ze)必(bi)須(xu)考(kao)慮(lv)增(zeng)加(jia)。

 

 

以手機充電電路為例子
，手機通過AON4703給手機電池充電。一般情況下
，手機USB 5V電壓充電，如果恒流充電電流為500mA。則AON4703的mos功耗為5V-3.3V-0.5V=1.2V，則P=1.2V*500mA=600mW。AON4703的耗散功率為1.7W
，則在一般情況下，該芯片能夠正常工作
，不需要增加再增加額外散熱措施。

 

但是如果手機用DC JACK，或者直流電源充電，當充電電壓為8V的時候，芯片的功耗為（8-3.3-0.5）*500mA=2.1W
，此時手機功耗超過PCM（最大耗散功率），則必須考慮增加額外的散熱措施。如果不增加
，則大概可以算出來手機最高截止充電電壓為7V。當然為了在8V的電壓下也能充電，也可以降低充電電流從而降低功耗。