熱抵抗・ジャンクション温度 計算

計算式と根拠

半導体の発熱は熱回路として扱えます。損失電力 P[W] が熱抵抗 θ[℃/W] を通って流れると、 オームの法則の類推で温度差が生じ、ジャンクション温度は Tj = Ta + P·θ となります （Ta は周囲温度）。ここで θ は熱の流れにくさで、ジャンクション〜周囲の合成熱抵抗 θja を 使えば周囲温度から直接 Tj を求められます。ヒートシンクを付ける場合は θja = θjc + θcs + θsa（接合部〜ケース〜接触〜放熱器〜空気）の合成値を入力します。

本ツールは Tj を求めたうえで、データシートの Tj 上限（実務ではディレーティングして 定格の 7〜8 割程度に下げることが多い）との余裕[℃]、ヒートシンク要否、そして 必要な合成熱抵抗の目安 θ ≦ (Tj上限 − Ta) / P を表示します。この θ目安より小さい 熱抵抗にできる放熱設計なら、上限内に収まります。

一般的な注意点として、θja はパッケージ単体の参考値で、実装基板の銅箔面積・サーマルビア・ 風速で大きく変わります。データシートの θja は規定の評価基板条件での値である点、 パルス駆動の場合は熱抵抗ではなく過渡熱インピーダンス（Zθ）で評価すべき点に注意してください。 周囲温度 Ta も筐体内のこもり温度を見込む必要があります。