【導讀】本篇文章主要講解了電路中芯片的散熱措施和應用，在講解應用時，給出了較為詳細的實例分析來促進理解，希望大家在閱讀過本篇文章之后，能夠利用文章當中的經(jīng)驗來自行應對芯片的散熱問題。
從事電子電力設計工作的人都知道，芯片是電路中的心臟，而涉及芯片問題，首先要考慮的就肯定是散熱。芯片散熱的好壞將直接關系到此電路系統(tǒng)能否正常工作，通常來說耗散功率指的就是芯片散熱，本篇文章給出了一些關于耗散功率的經(jīng)驗總結(jié)，希望大家在閱讀之后能夠有所收獲。
芯片的spec上一般都有耗散功率這個參數(shù)。比如芯片ZXT10P20DE6，它的datasheet中有以下參數(shù)：
任何TTL或者CMOS器件都是要在一定的結(jié)溫下，而芯片隨著功耗的升高，溫度逐漸上升，當?shù)竭_最大結(jié)溫的時候，此時芯片的功耗就是耗散功率。芯片的功耗一般用P=I2R或者P=UI(線性條件下)來計算。
從ZXT10P20DE6 datasheet，我們可以了解到耗散功率都是在一定條件下測試出來的器件能夠承受的最大功率，超過這個最大功率，器件就可能會遭受不可恢復的損壞。一般測試條件是環(huán)境溫度和散熱措施。ZXT10P20DE6它的耗散功率是在攝氏25度下，在兩個散熱措施：25mm*25mm 1oz（34um）的銅箔，器件直接焊接在一個FR4 PCB板下測試出的功率。
測試環(huán)境直接關系到了耗散功率的大小。比如ZXT10P20DE6，它是一個三極管，他的最大結(jié)溫是150度（但實際可能到不了， 130度才能正常工作）。在25度環(huán)境下它能測出1.1W耗散功率，但在75度環(huán)境下可能它的耗散功率就只有零點幾瓦了。不同的散熱措施下，耗散功率也不同，一個是 1.1W，一個是1.7W。
表征散熱措施一個參數(shù)是熱阻。所謂“熱阻”（thermal resistance），是指反映阻止熱量傳遞的能力的綜合參量。熱阻的概念與電阻非常類似，單位也與之相仿——℃/W，即物體持續(xù)傳熱功率為1W時，導熱路徑兩端的溫差。對散熱器而言，導熱路徑的兩端分別是發(fā)熱物體（CPU）與環(huán)境空氣。對于IC而言導熱兩端路勁是IC最中心與環(huán)境空氣。
上表中三極管的熱阻是73度/W。如果該三極管功耗是1W，則其溫度將達到25+73=98度。如果功耗增加到 1.7W, 則三極管的結(jié)溫就將達到25+1.7*73=25+124=145度。此時芯片已經(jīng)達到最大結(jié)溫，芯片功耗再上升的話，就會損壞芯片。使用散熱措施能夠降低器件的熱阻，比如 AMD一款雙核CPU，它做了散熱措施之后，熱阻只有0.414度/瓦。
對于一個芯片，我們要怎么關注它的散熱問題？首先，查手冊了解芯片的耗散功率。然后，計算芯片在極端工作條件下的最大功耗。最后，對比耗散功率和芯片最大功耗，如果耗散功率小于芯片最大功耗，則必須考慮增加。
散熱措施
以手機充電電路為例子，手機通過AON4703給手機電池充電。一般情況下，手機USB 5V電壓充電，如果恒流充電電流為500mA。則AON4703的mos功耗為5V-3.3V-0.5V=1.2V，則P=1.2V*500mA=600mW。AON4703的耗散功率為1.7W，則在一般情況下，該芯片能夠正常工作，不需要增加再增加額外散熱措施。
但是如果手機用DC JACK，或者直流電源充電，當充電電壓為8V的時候，芯片的功耗為（8-3.3-0.5）*500mA=2.1W，此時手機功耗超過PCM（最大耗散功率），則必須考慮增加額外的散熱措施。如果不增加，則大概可以算出來手機最高截止充電電壓為7V。當然為了在8V的電壓下也能充電，也可以降低充電電流從而降低功耗。
