DS2107A散热考虑因素

本应用笔记介绍了用于测定ΘJA和 ΘJC DS2107A，以及如何计算功耗。

DS2107A用于SCSI系统，为9条信号线提供有源端接。在典型的8位宽数据配置（A电缆）中，需要两个DS2107A来完全端接总线（9条控制线+8条数据线+1条奇偶校验线）。在16位宽数据配置（P电缆）中，完全端接总线需要3个DS2107A（9条控制线+16条数据线+2条奇偶校验线）。两种封装是DS2107AS（16引脚SOIC）和DS2107AE（20引脚TSSOP）（薄型收缩小外形封装）。

半导体芯片温度是半导体运行和长期可靠性的关键特性。热阻θ（Θ）用于确定半导体封装的散热能力。较低的 Θ 值对应于更好的热传导。结温、外壳温度和环境温度很重要，因为这些是功耗的领域。ΘJA和 ΘJC分别是结到环境和结到外壳的热阻。模具温度，T死，可以按如下方式计算：

其中 P消散是半导体消耗的功率。附录 A 中显示了计算示例。

ΘJA和 ΘJC在DS2107AS和DS2107AE上使用众所周知的V进行测量是正向偏置二极管作为测量元件的变化。由于正向偏置二极管电压与温度呈线性依赖性，并且二极管中测量结温（~2mW）的功耗很小，因此这种方法是此类测量的首选。二极管V是在整个温度范围内进行测量以校准芯片温度读数。接下来，将DS2107A的各种电阻组合接地并运行10分钟，以确保管芯温度在给定功率水平下的稳定性。最后，二极管V是测量并参考校准图以确定芯片温度。The ΘJA和 ΘJC然后根据已知的环境和外壳温度计算出来。测试结果如表1所示。这些值是在 1 瓦特下测量的平均值。

表 1.

 

	ΘJA	ΘJC
DS2107AS	60°C/宽	19°C/宽
DS2107AE	93°C/宽	19°C/宽

 

图1显示了测量Θ的结果JA和 ΘJC与耗散的功率相比。由于随着功率的增加，芯片温度受功耗的影响更大，因此图中最重要的部分位于右侧。

在电路板设计中使用散热器可改善DS2107A的热特性。TSSOP 封装具有一个定制引线框架，将芯片直接连接到散热器接地引脚，所有焊盘均为双键合。这使得DS2107AE在TSSOP封装中具有业界最佳的热性能。

图1.ΘJA和 ΘJC（°C/W） 与功耗 （W） DS2107AS、DS2107AE

典型或标称功耗可通过使用以下五个变量计算：

 

RTERM	端接电阻
TERMPWR	终端 PoWeR 电压
VREF	稳压器输出电压
VSL	SCSI信号线上的电压（在 零状态
%直流	占空比百分比

 

DS2107A功耗的计算公式（以瓦特为单位）：

（（VREF - VSL） / RTERM） × 9 × TERMPWR × %DC

例如，以下计算表示正常条件下的功耗。

 

参数	标称值
RTERM	110Ω
TERMPWR	5.0V
VREF	2.85V
VSL	0.5V
%直流	30%

 

该 P消散在正常情况下是：

（（2.85 - 0.5） / 110） × 9 × 5.0 × 30% = 0.288 瓦