硬件的小伙伴应该都有“烧设备”的经历，芯片摸上去温温的，有的甚至烫手。
有些芯片在正常工作时，功耗很大，温度也很高，需要涂散热材料。
本文主要讨论芯片的散热/发热、热阻、温升、热设计等概念。
开盖后的酷睿i9-9900K上的硅脂散热材料
▉ 芯片发热和损耗
芯片的功率损耗，一方面指的是有效输入功率和输出功率的差值，称之为耗散功率，这部分损耗会转化成热量释放，发热并不是一个好东西，会降低部件和设备的可靠性，严重会损坏芯片。
耗散功率，英文为Power Dissipation，某些芯片的SPEC里面会有这个参数，指最大允许耗散功率，耗散功率和热量是相对应的，可允许耗散功率越大，相应的结温也会越大。
另一方面，芯片功耗指的是电器设备在单位时间中所消耗的能源的数量，单位为W，比如空调2000W等等。
▉ 热阻和温升
我们都知道一句话：下雪不冷化雪冷，这是一个物理过程，下雪是一个凝华放热过程，化雪是一个融化吸热过程。
芯片的温升是相对于环境温度（25℃）来说的，所以不得不提热阻的概念。
热阻，英文Thermal Resistance，指的是当有热量在物体上传输时，在物体两端温度差与热源的功率之间的比值，单位是℃/W或者是K/W。
如下图所示，将一个芯片焊接在PCB板上，芯片的散热途径主要有如下三种，对应三种热阻。
1、芯片内部到外壳和引脚的热阻——芯片固定的，无法改变。
2、芯片引脚到PCB板的热阻——良好的焊接和PCB板决定。
3、芯片外壳到空气的热阻——由散热器和芯片外围空间决定。
半导体芯片热阻参数示意
Ta为环境温度，Tc为外壳表面温度，Tj为结温。
Θja：结温（Tj）与环境温度（Ta）之间的热阻。
Θjc：结温（Tj）与外壳表面温度（Tc）之间的热阻。
Θca：外壳表面温度（Tc）与环境温度（Ta）之间的热阻。
热阻的计算公式为：
Θja =(Tj-Ta)/Pd →Tj=Ta+Θja*Pd
其中Θja*Pd为温升，也可以称之为发热量。
1、在热阻一定的情况下，功耗Pd越小，温度越低。
2、在功耗一定的情况下，热阻越小越好，热阻越小代表散热越好。
▉ 结温计算误区
联系客服
