关于热阻设计参考
建筑热工设计计算公式及参数

建筑热⼯设计计算公式及参数附录⼀建筑热⼯设计计算公式及参数(⼀)热阻的计算1.单⼀材料层的热阻应按下式计算:式中R——材料层的热阻,㎡·K/W;δ——材料层的厚度,m;λc——材料的计算导热系数,W/(m·K),按附录三附表3.1及表注的规定采⽤。
2.多层围护结构的热阻应按下列公式计算:R=R1+R2+……+Rn(1.2)式中R1、R2……Rn——各材料层的热阻,㎡·K/W。
3.由两种以上材料组成的、两向⾮均质围护结构(包括各种形式的空⼼砌块,以及填充保温材料的墙体等,但不包括多孔粘⼟空⼼砖),其平均热阻应按下式计算:(1.3)式中——平均热阻,㎡·K/W;Fo——与热流⽅向垂直的总传热⾯积,㎡;Fi——按平⾏于热流⽅向划分的各个传热⾯积,㎡;(参见图3.1);Roi——各个传热⾯上的总热阻,㎡·K/WRi——内表⾯换热阻,通常取0.11㎡·K/W;Re——外表⾯换热阻,通常取0.04㎡·K/W;φ——修正系数,按本附录附表1.1采⽤。
图3.1 计算图式修正系数φ值附表1.1/λ1注:(1)当围护结构由两种材料组成时,λ2应取较⼩值,λ1应取较⼤值,然后求得两者的⽐值。
(2)当围护结构由三种材料组成,或有两种厚度不同的空⽓间层时,φ值可按⽐值/λ1确定。
(3)当围护结构中存在圆孔时,应先将圆孔折算成同⾯积的⽅孔,然后再按上述规定计算。
4.围护结构总热阻应按下式计算:Ro=Ri+R+Re(1.4)式中Ro——围护结构总热阻,㎡·K/W;Ri——内表⾯换热阻,㎡·K/W;按本附录附表1.2采⽤;Re——外表⾯换热阻,㎡·K/W,按本附录附表1.3采⽤;r——围护结构热阻,㎡·K/W。
内表⾯换热系数αi及内表⾯换热阻Ri值附表1.2注:表中h为肋⾼,s为肋间净距。
5.空⽓间层热阻值的确定(1)不带铝箔,单⾯铝箔、双⾯铝箔封闭空⽓间层的热阻值应按附表1.4采⽤。
元器件热设计:热阻和散热的基础知识

元器件热设计:热阻和散热的基础知识现在让我们进入热设计相关的技术话题。
热设计所需的知识涵盖了广泛的领域。
首先介绍一下至少需要了解的热阻和散热基础知识。
什么是热阻热阻是表示热量传递难易程度的数值。
是任意两点之间的温度差除以两点之间流动的热流量(单位时间内流动的热量)而获得的值。
热阻值高意味着热量难以传递,而热阻值低意味着热量易于传递。
热阻的符号为Rth和θ。
Rth来源于热阻的英文表达“thermal resistance”。
单位是℃/W(K/W)。
热欧姆定律可以用与电阻几乎相同的思路来考虑热阻,并且可以以与欧姆定律相同的方式来处理热计算的基本公式。
因此,就像可以通过R×I来求出电位差⊿V一样,可以通过Rth ×P来求出温度差⊿T。
关键要点:・热阻是表示热量传递难易程度的数值。
・热阻的符号为Rth和θ,单位为℃/W(K/W)。
・可以用与电阻大致相同的思路来考虑热阻。
热量通过物体和空间传递。
传递是指热量从热源转移到他处。
三种热传递形式热传递主要有三种形式:传导、对流和辐射。
・传导:由热能引起的分子运动被传播到相邻分子。
・对流:通过空气和水等流体进行的热转移・辐射:通过电磁波释放热能散热路径产生的热量通过传导、对流和辐射的方式经由各种路径逸出到大气中。
由于我们的主题是“半导体元器件的热设计”,因此在这里将以安装在印刷电路板上的IC为例进行说明。
热源是IC芯片。
该热量会传导至封装、引线框架、焊盘和印刷电路板。
热量通过对流和辐射从印刷电路板和IC封装表面传递到大气中。
可以使用热阻表示如下:上图右上方的IC截面图中,每个部分的颜色与电路网圆圈的颜色相匹配(例如芯片为红色)。
芯片温度TJ通过电路网中所示的热阻达到环境温度TA。
采用表面安装的方式安装在印刷电路板(PCB)上时,红色虚线包围的路径是主要的散热路径。
具体而言,热量从芯片经由键合材料(芯片与背面露出框架之间的粘接剂)传导至背面框架(焊盘),然后通过印刷电路板上的焊料传导至印刷电路板。
功率MOSFET封装热阻测试及其优化设计

功率MOSFET封装热阻测试及其优化设计刘志红莫亭亭摘要:功率半导体器件是集成电路的重要组成部分,是电力电子技术的基础。
本文对功率MOSFET的热阻进行了测试,得到了SOP8封装的功率MOSFET器件的结壳热阻和结到环境热阻。
使用有限元热仿真分析,分析了影响SOP8热阻的因素,在分析结果基础上改善了SOP8封装的功率MOSFET器件的热阻性能。
为后续芯片封装结构优化提供参考。
关键词:封装热阻;功率器件;有限元仿真;热阻测试;结温Abstract:Power semiconductor device is an important part of integrated circuit,and it is the foundation of power electronic technology.I In this paper,the thermal resistance of power MOSFET is tested,and get the thermal resistance of junction to case and junction to ambient for SOP package.Finite element thermal simulation was used to analyze the factors affecting SOP8 thermal resistance.Based on the analysis,thermal resistance of SOP8packaged MOSFET was improved.It provides a reference for the subsequent optimization of chip packaging structure.KEY WORDS:thermal resistance of package,power device,finite element simulation,thermal resistance test,junction temperature1引言自从进入20世纪以来,人类正式迈入信息时代。
热阻湿阻标准

热阻湿阻标准全文共四篇示例,供读者参考第一篇示例:热阻湿阻标准是指用来评估或描述材料、构件或系统对热量和湿气传递的阻力程度的一种标准。
热阻湿阻标准在建筑、电子产品、食品加工等领域中都有着重要的应用,对于保持室内舒适度、提高设备效率、确保食品质量等方面都起着至关重要的作用。
首先我们来了解一下热阻湿阻的概念。
热阻是指材料或构件对热量传递的阻力,单位是温度差与传热率的比值。
通俗来讲,热阻就是材料或构件对热量的阻碍程度。
而湿阻则是指材料或构件对湿气传递的阻力,单位是湿度差与湿气传递率的比值。
热阻湿阻标准就是根据这两个指标来评估材料、构件或系统的性能。
在建筑领域,热阻湿阻标准是非常重要的。
建筑材料的热阻湿阻性能直接影响着建筑的节能性能和舒适度。
比如在冬季,如果建筑材料的热阻不好,就会导致室内外温度的快速传递,从而增加采暖能源的消耗。
而在夏季,如果建筑材料的湿阻性能不佳,就会导致室内湿度变大,影响人们的舒适度。
建筑材料的热阻湿阻标准必须符合国家建筑节能标准和环保要求。
在电子产品领域,热阻湿阻标准同样至关重要。
电子产品工作时会产生大量的热量,如果散热不好,就会导致电子元器件过热,影响设备的性能和寿命。
电子产品的散热设计必须考虑材料的热阻性能。
湿度对电子产品的影响也非常大,过高或过低的湿度都会导致电子元器件的损坏。
电子产品的湿阻标准也至关重要。
在食品加工领域,热阻湿阻标准同样起着非常关键的作用。
食品加工过程中需要控制温度和湿度来保证食品的品质和安全。
如果加工环境的热阻湿阻性能不佳,就会导致食品腐败或者失去营养价值。
在食品加工车间或者食品储存环境中,必须符合相关的热阻湿阻标准。
热阻湿阻标准是各行业中非常重要的技术参数,对于保证材料、构件或系统的性能具有至关重要的作用。
通过符合相关的热阻湿阻标准,可以提高设备的效率、降低能源消耗、保障产品的质量和安全。
工程师和科研人员在设计和研发过程中必须重视热阻湿阻标准的要求,不断提高材料和构件的热阻湿阻性能,以满足不同行业的需求。
pcb,热阻,散热设计

pcb,热阻, 散热设计散热设计(二)降低IC封装热阻的封装设计方法随着IC封装轻薄短小以及发热密度不断提升的趋势,散热问题日益重要,如何降低封装热阻以增进散热效能是封装设计中很重要的技术。
由于构造不同,各种封装形式的散热效应及设计方式也不尽相同,本片文中将介绍各种封装形式,包括导线架(Leadframe)形式、球状格子数组形式(BGA)以及覆晶(Flip Chip)形式封装的散热增进设计方式及其影响。
前言随着电子产品的快速发展,对于功能以及缩小体积的需求越来越大,除了桌上型计算机的速度不断升级,像是笔记型计算机、手机、迷你CD、掌上型计算机等个人化的产品也成为重要的发展趋势,相对的产品所使用的IC功能也越来越强、运算速度越来越快、体积却越来越小,如<图1>所示。
整个演进的趋势正以惊人的速度推进,而对这种趋势能造成阻碍的一个主要因素就是「热」。
热生成的主要因素是由于IC中百万个晶体管计算时所产生的功率消耗,这些热虽然可藉由提升IC 制程能力来降低电压等方式来减少,但是仍然不能解决发热密度增加的趋势,以CPU为例,如<图2>所示,发热瓦数正逐年增加。
散热问题如不解决,会使IC因过热而影响到产品的可靠性,造成寿命减低甚至损毁的结果。
图1 电子产品及IC尺寸演进图2 Intel CPU发热功率趋势封装发展的趋势从早期PCB穿孔的安装方式到目前以表面黏着的型式,PCB上可以安装更多更密的IC,使得组装的密度增高,散热的问题也更为严重。
针对于IC封装层级的散热问题,最基本的方式就是从组件本身的构造来做散热增强的设计。
而采用多层板的设计等方式,对PCB层级的散热也有明显的帮助,而当发热密度更大时,则需要近一步的系统层级的散热设计如散热片或风扇的安装等,才能解决散热问题。
就成本的角度来看,各层级所需的费用是递增的,因此IC封装层级的散热问题就特别重要了。
IC封装的型式很多,如<图1>所示,包括了以导线脚或是以锡球连接于印刷电路板上的方式,以导线脚连接的方式像是TSOP、QFP、LCC等封装,是由金属导线架支撑封装结构,借着两面或四边的接脚和PCB连接。
基于Pt100_热电阻的简易温度测量系统毕业设计论文1 精品

基于PT100热电阻的简易温度测量仪摘要:本文首先简要介绍了铂电阻PT100的特性以及测温的方法,在此基础上阐述了基于PT100的温度测量系统设计。
在本设计中,是以铂电阻PT100作为温度传感器,采用恒流测温的方法,通过单片机进行控制,用放大器、A/D转换器进行温度信号的采集。
通过对电路的设计,减小了测量电路及PT100自身的误差,使温控精度在0℃~100℃范围内达到±0.1℃。
本文采用STC89C52RC单片机,TLC2543 A/D转换器,AD620放大器,铂电阻PT100及液晶系统,编写了相应的软件程序,使其实现温度及温度曲线的实时显示。
该系统的特点是:使用简便;测量精确、稳定、可靠;测量范围大;使用对象广。
关键词:PT100 单片机温度测量 AD620 TL431AbstractThis article briefly describes the characteristics of PT100 platinum resistance and temperature measurement method, on the basis it describes the design of temperature measurement system based on PT100. In this design, it is use a PT100 platinum resistance as temperature sensor, in order to acquisition the temperature signal, it use of constant-current temperature measurement method and use single-chip control, Amplifier, A / D converter. It can still improve the perform used two-wire temperature circuit and reduce the measurement eror. The temperature precision is reached ±0.1℃ between 0℃~100℃.The system contains SCM(STC89C52), analog to digital convert department (TLC2543), AD620 amplifier, PT100 platinum, LCD12864, write the corresponding software program to achieve real-time temperature display. The system is simple , accurate , stable and wide range. Keywords:PT100 MCU Temperature Measures AD620 TL431目录前言 (4)第一章方案设计与论证 (6)1.1 传感器的选择 (6)1.2 方案论证 (7)1.3 系统的工作原理 (8)1.4 系统框图 (9)第二章硬件设计 (9)2.1 PT100传感器特性和测温原理 (9)2.2 硬件框图以及简要原理概述 (11)2.3 恒流源模块测温模块设计方案 (11)2.4 信号放大模块 (12)2.5 A/D转换模块 (15)2.6 单片机控制电路 (18)2.7 显示模块 (19)第三章软件设计 (19)3.1系统总流程的设计 (19)3.2 主函数的设计 (20)3.3 温度转换流程图的设计 (21)3.4 显示流程图 (21)3.5 按键流程的设计 (22)第四章数据处理与性能分析 (23)4.1采集的数据及数据处理 (23)4.2 性能测试分析 (23)第五章结论与心得 (24)1 结论 (24)2 心得 (24)附录1 原理图 (25)附录2 元器件清单 (26)附录3 程序清单 (27)前言随着科技的发展和“信息时代”的到来,作为获取信息的手段——传感器技术得到了显著的进步,其应用领域越来越广泛,对其要求越来越高,需求越来越迫切。
热敏电阻温度计的设计与标定

热敏电阻温度计的设计与标定一、实验内容与实验要求1.电阻温度计包括金属电阻温度计和半导体温度计,本实验要求利用半导体材料制备的热敏电阻设计出能够测量常温的温度计,测温范围“实验室室温-75℃”2.对温度计进行定标,绘制T-I(温度-电流)定标曲线。
3.用标定后的温度计,测量人体手心的温度,并与标准温度计所测量结果进行比较。
二、实验前应考虑并回答的问题1. 金属、半导体电阻随温度变化大致有怎么样的规律?2. 金属或半导体材料制成的热敏电阻随温度变化是线性的吗?3. 传感器为什么要定标?4. 非平衡电桥有什么用途?三、实验室可以提供的主要仪器1. 负温度系数半导体热敏电阻一支[25℃时电阻约5KΩ,B值3950/℃]2. 可调温压电源、微安表、万用表(不能当电压表用)。
3. 电加热水壶、金属水杯。
4. 玻璃温度计一支(0~100℃,准确度1℃)。
5. 电阻箱3个、塑料清洗瓶1个、开关和导线等。
四、实验设计报告和实验报告的要求(1). 实验设计报告的要求:1.实验目的;2.实验仪器[含仪器参数];3.实验原理[热敏电阻、非平衡电桥测温原理,有电流-电阻关系公式,实验设计思路解释];4. 电路中仪器的可调物理量数值预先选定和计算[电桥上三个电阻阻值、电源总电压等],5. 实验步骤[结合预先选择和计算的的数据,准确写出“把电阻箱阻值调到xxΩ,电源电压调到x.xxV”],6. 数据表[结合测量量和自变量,此外,电路中所用仪器的数值量都要记录;7. 实验注意事项。
(2) 实验报告的要求:在实验设计报告的基础上,增加实验中测量到的数据,完成数据处理和分析,实验总结和感受。
五、实验原理:1. 半导体热敏电阻半导体热敏电阻随温度变化典型特性可分为三种类型:负温度系数热敏电阻(NTC );正温度系数热敏电阻(PTC )和特定温度下电阻值发生突变电阻器(CTR )。
具有负温度系数的热敏电阻,电阻值随温度升高而迅速下降,这是因为热敏电阻由一些金属氧化物如Fe 3O 4、MgCr 2O 4等半导体制成,在这些半导体内部,自由电子数目随温度的升高增加得很快,导电能力很快增强;虽然原子振动也会加剧并阻碍电子的运动,但这种作用对导电性能的影响远小于电子被释放而改变导电性能的作用,所以温度上升会使电阻值迅速下降。
电子电路设计实验(热电阻温度测量系统的设计与实现)

北京邮电大学电子电路综合设计实验课题名称:热电阻温度测量系统的设计与实现索引一、概要二、设计任务要求三、设计思路与总体结构图四、分块电路和总体电路的设计1、温度传感器电路设计2、集成三运放差分设计3、滤波器电路设计4、A/D转换与显示电路设计……….........五、功能说明 (9)六、实际测试数据七、所用元器件及测试仪表清单 (11)八、故障及问题分析九、实验总结与结论十、原理图及PCB板图十一、参考文献一、概要1.1、课题名称热电阻温度测量系统的设计与实现1.2、报告摘要为了实现利用热敏电阻测量系统温度,设计实验电路。
利用热电阻Pt100为温度测量单元,系统主要包括传感电路、放大电路、滤波电路、A/D转换电路和显示电路五个单元构成。
通过包含热敏电阻的电桥电路实现温度信号向电信号的转换,利用三运放差分电路实现放大差模信号抑制共模信号并通过二极管显示二进制数来显示温度值。
此电路可以定量的显示出温度的与A/D转换器输入电压的关系,再通过量化就可以实现温度测量的功能。
报告中首先给出设计目标和电路功能分析,然后讨论各级电路具体设计和原理图,最后总结本次实验并给出了电路图。
1.3、关键字测量温度热敏电阻差分放大低通滤波 A/D转换二、设计任务要求(1)了解掌握热电阻的特性和使用方法。
(2)了解数模转换电路的设计和实现方法。
(3)了解电子系统设计的方法和基本步骤。
(4)设计一个利用热电阻Pt100 为温度测量元件设计一个电子测温系统,用发光二极管显示A/D的输出状态,并模拟测温(实际上实验室给的是Pt300),用Altium Designer软件绘制完整的电路原理图(SCH)。
三、设计思路与总体结构图图1:热电阻温度测量的系统原理框图如图将系统划分为传感器电路、放大电路、滤波电路、A/D转换电路显示器和电源电路共六个单元。
传感器是由Pt100及若干精密电阻和电位器构成的电桥电路组成;放大器是有运放LM324构成仪表放大器,具有较高的共模抑制比和输入阻抗;滤波电路采用高精度OP07二阶低通有源滤波器;模数转换电路是用ADC0804进行设计,并利用NE555N产生频率为1KHz到1.3KHz的时钟信号来使数模转换电路实现实时同步;显示电路由发光二极管构成;电源电路采用变压器、稳压模块和整流桥等器件进行设计。
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[Ψjt 计算公式]
jt
Tj Ta TC1 K VF Ta
VH IH
VH IH
[用语说明] VH:加在 TEG 芯片内部电阻的电压 IH:稳定时在 TEG 芯片内部电阻流动的电流
TC1 [℃/W] VF
VF 0 VFSS
Ver.2013-07-23
-4-
关于热阻
[最大容许功率 Pd] IC 在常温(25℃以下)时的最大容许损失是用各 IC 的绝对最大定额消耗功率(Pd)来规定的。 环境温度超过 25℃时,就需变为对应各 IC 封装的热下降曲线(Derating Curve)。 以下显示的是一般的热下降曲线。
+
芯片抽象图
等价电路图
図 3 测量电路板概略图
[K系数]
为了求热阻,就必须要知道结温,但是又不能直接测量结温。
可是,利用结温和二极管順方向电压(VF)的温度依赖关系,可以得知结温。 VF 是温度的一次性函数,它的倾斜率称作 K 系数。
K
Tj [℃/mV]
Tj THi TLo
VF
VF
VF VHi VLo
1085
90
15
1110
1385
17
1050
1315
75
15
1330
1665
17
1535
1920
50
15
2000
2500
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950
1190
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1560
17
1425
1785
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Ver.2013-07-23
-6-
关于热阻
PKG
QFP100-U1 SC-88A SC-82AB SOP8 (EMP8) SOP16-E2 (EMP16-E2) SOP22 SOP28 SOP40 SOT-23-5 (MTP-5) SOT-23-6 (MTP-6) SOT-891)2) SSOP8 SSOP8-A3 SSOP10 SSOP14 SSOP16 SSOP20 SSOP20-C3 SSOP20-B2 SSOP32 SSOP44 TO-2521)2) TSSOP54-N1
的不同而改变。
表 3 热阻值一览
2 层电路板
4 层电路板
PKG
Tj:125℃
θja
Ψjt
Tj:150℃ Pd@Ta=25℃
Tj:125℃
θja
Ψjt
Tj:150℃ Pd@Ta=25℃
(℃/W) (℃/W)
mW
(℃/W) (℃/W)
mW
DFN4-F1 (ESON4-F1)2) 300 DFN6-H1 (ESON6-H1)2) 280 DFN8-U1 (ESON8-U1)2) 280 DFN8-V1 (ESON8-V1)2) 215 DFN8-W2 (ESON8-W2)2) 195
1815 280 270 555 905 830 645 740 380 405 500 370 465 370 440 475 540 765 500 905 905 950 950
mW
2270 350 340 690 1135 1040 805 925 480 510 625 460 580 460 555 595 675 960 625 1135 1135 1190 1190
-1-
关于热阻
■结温(Tj)的验证方法(ψjt 已知)
用以下的方法可以估算结温(Tj)。 ① 先求 IC 的功率(P)。 ② 在实际组装时的环境条件下,用放射温度计或热电偶来测量封装表面温度 Tc1。 ③ 把测得的 Tc1 代入下式后,就可以算出了。
Tj jt P TC1
如之前讲述的、推荐以 Tj 的最高容许温度的 80%为基准来进行热量设计。
DFN6 (SON6)
345
DMP8
235
DMP8-1
170
DMP14
195
DMP16
195
DMP20
150
EPCSP32-L22)
210
EPFFP6-A2
370
EPFFP10-C42)
295
EQFN12-E22)
285
EQFN12-JE2)
215
EQFN14-D72)
295
EQFN16-G22)
255
实装电路板 :EIA/JESD51-3/-5/-7 基准、FR-4
电路板尺寸:2 层
114.3×76.2mm、厚度 1.57mm、
4 层(内有铜箔) 114.3×76.2mm、厚度 1.6mm
注)4 层电路板的里面使用有铜箔 1,2(尺寸:74.2×74.2mm、厚度:35um)。
Ver.2013-07-23
152.4mm
测量用 PKG
304.8mm 139.7mm
25.4mm
Ver.2013-07-23
热电偶
図 4 测量环境概略图
-3-
[测量电路] IM
IM
IH
VF
关于热阻
vH
GND
图 5 测量电路图 [测量时间]
1.在器件加热前,先测量让内部二极管以 IM 电流(1mA)流动时的 VF0 值。 2.然后给内部电阻以加热电压 VH 来加热一段时间,等稳定后再测量 IH 值。 3.这时候再测量内部二极管以 IM 电流流动时的 VFSS 值。
2 层电路板
Tj:125℃
Tj:150℃
θja
Ψjt
Pd@Ta=25℃
(℃/W)
55 355 365 180 110 120 155 135 260 245 200 270 215 270 225 210 185 130 200 110 110 105 105
(℃/W)
5 89 89 34 21 18 37 37 70 70 67 42 36 42 38 35 34 13 34 20 20 17 10
11
1175
1470
65
11
1535
1920
6
1535
1920
50
5
2000
2500
27
465
580
160
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780
27
465
580
160
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33
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40
415
520
140
33
710
890
40
440
555
140
33
(V)
VHi : 高温时的二极管順方向电压 VLo : 常温时的二极管順方向电压
K 系数
0
50
100 150 200
[测量环境]
环境温度 (℃)
测量时,为了排除外部风的影响,在亚克力箱中以无风的状态下进行的(图 4)。
另外,环境温度是用距离 PKG 中心以下 25.4mm 的热电偶来测量的。
304.8mm
EQFN16-JE2)
180
EQFN18-E72)
220
EQFN24-LK2)
145
HSOP82)
160
LQFP48-R3
75
LQFP52-H2
85
LQFP64-H2
65
MSOP8(TVSP8)
215
MSOP10(TVSP10)
215
MSOP8(VSP8)
210
MSOP10(VSP10)
210
PCSP12-C3
865
1085
47
510
640
150
40
665
830
47
510
640
150
40
665
830
37
665
830
120
33
830
1040
29
475
595
95
16
1050
1315
59
270
335
220
53
450
565
64
335
420
160
55
625
780
52
350
435
105
27
950
1190
22
465
580
表1 用語说明
解说 结温(Tj)和周围温度(Ta)之间的热阻 结温(Tj)和封装外壳表面温度(Tc1)之间的热阻 结温(Tj)和封装外壳背面温度(Tc2)之间的热阻 封装外壳温度(Tc)和周围温度(Ta)之间的热阻 结温 周围温度 封装外壳表面(型号面)温度 封装外壳背面温度 最大容许功率