电气设计只是电子产品的开始，散热是任何可靠设计都要考虑的重要部分。这篇有关散热设计的文章对老练的工程师来说是温故知新，对菜鸟级工程师来说则是一个新的概念。

半导体达不到100％的效率，功耗会以热能形式散发和转移。由于半导体是靠电能才能工作的器件，散热无论在性能和产品使用寿命方面都起着重要作用。不管是模拟还是数字器件，情况都一样。     开关   功耗与频率有关，随着半导体和电子产品速度的提升，功耗随之增加。因此，了解器件会产生多少热能以及如何有效散热是很有裨益的。

我们在开始讨论半导体结温议题之前，需要先了解热抗和热阻这两个概念。热抗跟时间有关，而热阻跟稳态工作有关。想象一下在电烤炉上给平底锅加热的情况。需要一段时间才会热起来，对不对？半导体结温也是一样的道理。而热量从半导体结散掉也需要一点时间。明白这个原理是避免器件被烧坏的关键。

功耗主要是由于同时存在电压和     电流   的传导、开关和瞬态动作所导致。功耗的单位是瓦特。电压乘以电流等于功率（瓦特=伏特×安培）。计算一小段时间的功率，就能得出瞬态热温。然后计算出一段时间内的平均值，就可以得到半导体结的稳态温升数值。

计算功耗是以瓦特为单位，而热阻就是以每瓦特多少摄氏度（℃/W）来衡量。使用因子标签方法，借用由     Diode   s公司提出的方法和数学公式，我们可以得到：

Rth（JX Θ ） = （Tj –Tx） / P

其中P是从半导体结流向“X”点的耗散功率（热量）。理想情况下，在这个     测量   过程中，接近100％的功耗应该从结流向“X”点。该数值只取决于热流路径的物理属性，而与功耗大小及该器件所在的     电路板   尺寸无关。

请注意，希腊     字符   “theta（θ）”是以℃/W表示的热阻。借助维基百科来查证，我们可以看到热导通路的热阻无非就是一系列串联的     电阻   ，如图1所示。

图1：热导通路的热阻无非就是一系列串联的电阻。

现在我们对通路上的温升或温降应该有了基本概念。当然，也有受到外部环境影响的情况，例如高环境温度、空气流动或窒塞，甚至周围器件的发热等。然而，这个公式还是可以让我们了解半导体器件在某些点的温度，这就可以解释为什么表面贴装器件不会直接     焊接   在     印刷电路板   （     PCB   ）上。

在电气分析中，电阻是不具有时变特性的组件。但是，从以上分析我们知道，半导体器件的     阻抗   是变化的。为了达到均衡电阻的目的，电气工程师将     电容   与电阻并联，由此产生指数曲线以抵消由简单的数学公式计算出的电阻变化。从某种意义上说，我认为这是电气工程师由于学不好那些烦人的热力学课程而对     机械   工程师的报复。

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