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junction temperature是什麼意思,junction temperature的意思翻譯、用法、同義詞、例句

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常用詞典

  • [電子] 結溫;接點溫度;接面溫度

  • 例句

  • Device operational range is limited by the maximum junction temperature.

    裝置的運作範圍是有限的最高結溫。

  • In this study, we have set up a system to measure LED junction temperature.

    在本研究中,我們建立了一套量測發光二極體接面溫度的系統。

  • The junction temperature (TJ) can be determined using the thermal diode in the processor core.

    使用處理器器核心中的熱敏二極管可以判斷交叉點溫度(TJ)。

  • Moreover, we design our owned unique heat sink to sure our junction temperature is lower than 45 degree.

    此外,我們設計我們擁有獨特的散熱片,以确保我們的交界處的溫度低于45度。

  • When a transistor dissipates power on work, its junction temperature distribution is commonly non-uniform.

    晶體管在耗散功率時,結溫分布一般不均勻。

  • 專業解析

    結溫(Junction Temperature) 是電子工程,尤其是半導體器件設計與應用中的核心概念,指半導體器件内部有源區域(通常是PN結或晶體管溝道區域)在工作時産生的實際溫度。這個溫度直接關系到器件的性能、可靠性和壽命。

    其詳細含義可從以下關鍵點理解:

    1. 物理位置與産生原因:

      • 位置:特指芯片内部最關鍵的發熱點溫度,如功率晶體管的集電結-發射結區域、二極管的PN結區域或集成電路中最熱的晶體管節點。
      • 産生原因:當電流流經半導體材料時,由于材料本身的電阻(導通電阻 Rds(on)、正向壓降 Vf 等)以及開關過程中的能量損耗,電能會轉化為熱能。這些熱量在芯片内部産生,導緻結溫升高。
    2. 與外殼/環境溫度的區别:

      • 結溫 (Tj) 遠高于器件封裝外殼的表面溫度 (Tc) 以及器件周圍的環境溫度 (Ta)。熱量從芯片内部結區産生後,需要經過芯片材料、焊料、封裝材料等多層熱路徑才能散發到環境中。因此,Tj 是器件内部最高的溫度點。它們之間的關系可以用熱阻模型來描述: $$T_j = T_a + (Pd times R{theta ja})$$ 或更精确地(當測量外殼溫度時): $$T_j = T_c + (Pd times R{theta jc})$$ 其中:
        • Tj = 結溫
        • Ta = 環境溫度
        • Tc = 外殼溫度
        • Pd = 器件耗散功率
        • Rθja = 結到環境的熱阻
        • Rθjc = 結到外殼的熱阻
    3. 重要性:

      • 性能:半導體器件的許多關鍵參數(如導通電阻、開關速度、阈值電壓、電流增益)會隨結溫變化而變化。高溫可能導緻性能下降或不穩定。
      • 可靠性:結溫是影響器件長期可靠性的最主要因素之一。過高的結溫會加速器件内部材料的退化過程(如電遷移、熱載流子效應、鍵合線疲勞等),顯著縮短器件壽命。通常,結溫每升高 10°C - 15°C,器件的失效率可能翻倍(阿倫紐斯模型)。
      • 安全工作區:功率器件的最大允許工作電流和電壓與其結溫密切相關。數據手冊中給出的安全工作區曲線通常是在特定結溫下定義的。
      • 熱失控風險:對于某些器件(如雙極型晶體管),過高的結溫可能導緻電流增益增大,進而導緻功耗進一步增加,形成正反饋循環(熱失控),最終燒毀器件。
    4. 測量與控制:

      • 直接測量:由于結位于芯片内部,直接測量極其困難。通常使用間接方法:
        • 電學法:利用半導體 PN 結的正向壓降 (Vf) 與溫度之間的線性關系(溫度敏感參數 TSP)。在已知工作電流下,通過測量 Vf 的變化可以推算出結溫。這是最常用的線上或離線測量方法。
        • 紅外熱成像:對于特殊設計的開窗封裝或裸芯片,可用紅外熱像儀進行非接觸測量。
        • 熱測試芯片:在芯片内部集成溫度傳感器(如熱敏二極管)。
      • 控制:确保器件在規定的最大結溫 (Tj max) 以下工作是設計的關鍵目标。這主要通過:
        • 優化器件設計:降低導通電阻/壓降,減少損耗。
        • 高效散熱設計:使用散熱器、優化 PCB 銅箔設計(熱焊盤)、強制風冷/液冷等,以降低從結到環境的總熱阻 (Rθja)。
        • 降額使用:在高溫環境或高可靠性要求場合,主動降低器件的功率負載或工作電流,使實際結溫遠低于 Tj max。

    參考資料:

    1. Texas Instruments (TI) - 提供關于半導體熱參數(如結溫、熱阻)的詳細定義和重要性解釋: https://www.ti.com/lit/an/slva462a/slva462a.pdf
    2. Infineon Technologies - 讨論功率半導體模塊的熱行為、結溫計算及其對可靠性的影響: https://www.infineon.com/dgdl/Infineon-AN2008-03_Thermal_equivalent_circuit_models-ApplicationNotes-v01_00-EN.pdf
    3. JEDEC Solid State Technology Association - 制定半導體器件結溫測試的标準方法(如 JESD51-1, JESD51-14): https://www.jedec.org/standards-documents/docs/jesd51-1
    4. MIT OpenCourseWare - 提供電子器件散熱基礎知識的課程材料,涵蓋熱阻模型和結溫概念: https://ocw.mit.edu/courses/electrical-engineering-and-computer-science/6-012-microelectronic-devices-and-circuits-fall-2009/lecture-notes/MIT6_012F09_lec26.pdf

    網絡擴展資料

    結溫(Junction Temperature)是半導體器件中核心芯片(如晶圓、裸片)内部PN結的實際工作溫度,通常高于外殼溫度(Case Temperature)和環境溫度(Ambient Temperature)。以下是詳細解釋:

    1.基本定義

    2.重要性

    3.相關參數

    4.測量方法

    5.應用場景

    如需進一步了解熱阻計算或具體器件的結溫參數,可參考相關數據表或工程手冊。

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