热设计篇--电子器件的热损耗理论计算（二）

有限元： 2019-04-19 14:17:55 阅读数： 5578

  今天我们来分享一下典型有源器件的热损耗理论计算方法。在正式介绍之前，先普及一下两个名词。什么是有源器件？什么是无源器件？

  简单地讲，需要电能（源）的器件叫有源器件，无需电能（源）的器件就是无源器件。有源器件一般用来信号放大、变换等，无源器件用来进行信号传输，或者通过方向性进行“信号放大”。容、阻、感都是无源器件，IC、模块等都是有源器件。（或者说，需要电能才能显示其特性的就是有源器件，如三极管。而不用电能就能显示其特性的就叫无源器件） 

（1）CMOS器件

  双极元件的热损耗是一个频率相关的常数。CMOS器件的热损耗是频率的一阶函数和器件几何尺寸的二阶函数。CMOS器件的转换功率占总热损耗的70%~90%。转换功率由下式确定：

  晶体管门电路在转换状态时产生的短路功率占总耗散功率的10%~30%。为了确定短路时的热损耗，必须知道晶体管的门电路数。短路功率的单位通常为【μW/MHz门（电路）】，则热损耗为：

（2）面结型场效应管（JunctionFET）

  面结型场效应管有三种工作状态：开、关和线性转换。当面结型场效应管处于开状态时，热损耗为

  在线性转换和关状态时，热损耗为VI。

（3）Power MOSFET器件

  Power MOSFET的热损耗由5部分电流损失组成：

  Power MOSFET栅损失由电容性负载和一些电阻组成，则栅结构的耗散功率计算式为

  以上就是今天分享的有源器件热损耗理论计算。实际工程应用中，很多热损耗是可以从规格书里查到的，如果查不到，可以用这些理论公式计算。