小信号或中等功率半导体器件的结构包括几个帮助散热的子元件。在本博客中，Nexperia将定义其数据手册中提供的热参数，以便设计人员能够更好地了解半导体器件的内部结构将如何影响其整体热特性。
影响散热的子元件
图1A显示了焊线半导体器件（例如SOT23）结构中的主要子元件，包括引线框架、半导体芯片、焊线和封装。在高功率应用中，焊线替换为框架连接（通常称为夹片粘合封装），如图1B所示（例如CFP3）。另一类器件封装包含表面积较大（散热片）的额外端子，以便器件能更高效地将热量散发到周围环境中（如图1C所示的DFN2020D-3）。最后，在超高温应用中，也会使用带有散热片的夹片框架封装（如图1D所示的CFP15B）。
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理解热阻的含义
热阻可以视作热学中的“电阻”。这样的类比非常形象，在设计散热功能时，必须考虑器件中各个子元件之间的热阻。两个物理点之间的热阻R(X-Y)定义为这两个点之间的温差ΔT(X-Y)除以二者之间的通道耗散的功率P(X-Y)，具体如下：
X和Y为所研究热系统的参考点，Nexperia通常将X点视为半导体器件的结(Tj)。Y点为封装的焊点，或为周围环境的环境温度，如图2所示。Nexperia小信号器件的热阻是在不同尺寸的标准PCB上测量的。测量结果在器件数据手册中显示为不同PCB的Rth(j-a)值。所采用的数值提取方法是JESD51-14标准中的瞬态双接口测试方法(TDIM)。
Nexperia如何定义热参数
各个子元件之间的热阻定义如下：
结至环境热阻Rth(j-amb)
这是系统的整体热阻，包括封装、焊点、PCB以及其他可选的散热设计相关元件。
结到焊点热阻Rth(j-sp)，或结到贴装基底热阻Rth(j-mb)
当封装外部的参考点为主要散热通道上的引脚或封装散热片时，这表示器件的热阻。结至贴装基底的热阻
主要针对带有散热片的封装，结到焊点的热阻主要针对尺寸较小的表面贴装器件(SMD)或双侧扁平无引脚(DFN)封装。
结至顶部Rth(j-top)或结至外壳Rth(j-c)
这表示从结到器件顶部最热点的次要散热通道的热阻。在没有顶部冷却的实际应用中，该参数不可用，也无法获得。
焊点到环境Rth(sp-a)
此值表示无封装器件的整个系统的热阻。参考点通常是至器件主要散热通道的连接点。相比之下，环境参
考点通常是环境空气温度（通常为25℃或室温）。
结到顶部系数Y(j-top)
该系数表征结与器件顶部最热点之间的温差与器件整体功率之间的关系。严格来说，它不是热阻，因为温差和功耗通道不同。所以Nexperia使用Y来表示，而不是R。
总结
半导体器件制造商的数据手册中通常包含多个热阻参数，但有时未明确解释其含义。在本文中，Nexperia定义了其数据手册中的热阻参数，帮助设计人员了解半导体器件的子元件对整体热特性的影响。更多详细信息，请查阅Nexperia的二极管应用手册。
