稳态热分析在功率半导体器件上的应用

关键的外卖

• 了解稳态热分析的目的。
• 了解这些类型的分析如何深入了解设备的性能。
• 了解执行这种类型的分析所涉及的步骤。

计算机的中央处理器是由半导体材料制成的

特别是在电子领域在PCBA领域在美国，热条件对设备的生命周期、性能和功能至关重要。环境条件经常影响设计人员对其组件布局的方法在印刷电路板上。

在电子领域如此强调热条件，它是唯一的逻辑，特定类型的热分析是必要的。其中一种形式的分析被称为稳态热分析，这是我们将要关注的。

什么是稳态?

在物理学领域，稳态是一种不随时间变化的稳定状态，或者是一个方向的变化被另一个方向的变化连续平衡的状态。在化学中，稳态是一种状态，所有的状态变量都是恒定的，尽管正在进行的过程试图改变它们。

所讨论的场或区域可能会改变，但稳态的定义保持不变。同样保持不变的是热条件(即高温)对半导体器件的不利影响。

小型化的需求加剧了这些情况，因为它涉及到在小距离上安装功率半导体，从而利用它们散热片．

什么是功率半导体器件?

当半导体器件在电力电子应用中用作整流器或开关时，它被称为功率半导体器件。功率半导体器件的一个典型例子是开关电源．我们称这种性质的器件为功率器件，或功率IC，如果用于集成电路．

通常，功率半导体器件在换向模式下使用，因此其设计优化了这种特殊类型的使用。我们在系统中发现功率半导体器件，其功率范围从几十毫瓦到高达十亿瓦。这包括以下设备音频放大器一副典型的蓝牙耳机以及HVDC(高压直流)传输线中。

注:换向是关闭导电晶闸管的过程。一般来说，有两种类型的换向:基于电压和基于电流。还有三种实现换向的方法:自然换向、强制换向和动态换向。

机器人系统的烙铁

稳态热分析

我们将稳态热分析定义为在恒定温度下对物质性质变化的分析。这种性质的分析是至关重要的，以获得适当的工作参数的功率半导体器件。

在电子领域，半导体器件会受到不利影响时结温达到足够高的值，就会引起熔化和热失控。

稳态热分析是瞬态热分析的最后一步。此外，稳态热分析对于确定热流速率、温度、热通量以及在恒定热量供应下的设备中的热梯度是必不可少的。稳态热分析利用辐射、对流和连续温度边界等热源。总之，这种类型的分析在绘制时间函数时提供了一个线性图形。

热对半导体器件的负面影响

半导体技术的进步是几乎所有电子设备不断小型化的代名词。唯一真正的例外是智能手机，对于大几英寸的同类机型，智能手机的售价要高一些。

然而，不管设备的尺寸参数如何，缓解过热仍然是首要任务。对于半导体来说，这一点尤其正确，并且在制造商指定的最高结温中表现得尤为明显。这些参数提供了控制可接受操作条件的温度阈值。

这说明了测量功率半导体器件工作温度的重要性，包括晶闸管、功率场效应晶体管、igbt和功率二极管。

稳态热分析的目的

稳态热分析的总体目的是根据应用的对流条件，指定的温度，或两者，计算热负荷的热响应。稳态热分析假定所有边界条件和热负荷均为稳态。然而，稳态分析并不能评估这些随时间的变化。

换句话说，稳态热分析分析热对特定产品性能的影响。它研究这些温度变化对材料性能的影响。了解这些结果可以让公司预测产品性能行为，增加产品生命周期，并改进他们的设计开云体育官方登录。这也使公司能够制造出更坚固、更耐高温的产开云体育官方登录品。

热分析是材料科学的一个分支，它提供了对降低系统及其组件温度相关风险的方法的深刻理解。在PCBA领域，过度的热应力是影响性能、功能和生命周期的重要问题之一。因此，为了确定温度梯度、温度分布以及设备与环境之间的热流或热交换，需要进行适当的热评估。

通过更好的设计和组件选择来减轻热量的重要性在PCBA领域是至关重要的。由于热对pcba的设计、性能、功能和生命周期的影响，稳态热分析是一项至关重要的评估。它为公司提供的洞察力使他们能够制造出更适合其预期环境的更好的产品。这反过来又降低了成本，延长了产品的生命周期。

使用万用表评估功率半导体测量值

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