今天和大家分享芯片的兩個(gè)概念，一個(gè)是工作溫度，一個(gè)是結(jié)溫，二者的定義和區(qū)別，以及應(yīng)用時(shí)的關(guān)注點(diǎn)。

首先我們知道一顆芯片的熱性能是十分關(guān)鍵的參數(shù)，在任何一個(gè)經(jīng)驗(yàn)豐富的工程師都不會(huì)忽略這個(gè)參數(shù)，很簡(jiǎn)單，溫度變化會(huì)導(dǎo)致芯片工作的性能下降，參數(shù)變化，甚至影響產(chǎn)品失效。這是一個(gè)合格產(chǎn)品尤其是批量生產(chǎn)的產(chǎn)品所不能接受的，因此在芯片選型時(shí)，一般都會(huì)關(guān)注溫度這個(gè)參數(shù)。

1.關(guān)于溫度等級(jí)的劃分

芯片溫度參數(shù)在設(shè)計(jì)產(chǎn)品時(shí)都會(huì)規(guī)定，不同類型行業(yè)的產(chǎn)品一般有不同的行業(yè)需求，如

商業(yè)級(jí)芯片：0度到+70度;

工業(yè)級(jí)芯片：-40到+85度;

汽車級(jí)芯片：-40到+125度;

軍用級(jí)芯片：-55到+125度。

2.芯片溫度參數(shù)示例：

常見的芯片手冊(cè)都會(huì)規(guī)定芯片的工作溫度，一般在開頭或者在芯片的絲印編號(hào)會(huì)給出芯片的溫度范圍，如下圖的例子：

3.芯片工作溫度和工作性能相關(guān)示例：

在STM32F429芯片中明確規(guī)定，在供電范圍不同時(shí)，芯片所能承受的溫度是不同的，這也從側(cè)面印證在設(shè)計(jì)芯片的應(yīng)用時(shí)，工程師必須關(guān)注芯片的工作溫度。

4.芯片結(jié)溫(Tj)：

結(jié)溫(Junction Temperature)是芯片中開關(guān)MOS管等器件的實(shí)際工作溫度。芯片內(nèi)部是由于一堆材料做成的各種微小的元器件，有微小的MOS，二極管，集成電阻，電容等等，它們?cè)诮?jīng)過電流時(shí)，也會(huì)發(fā)熱，尤其在一些過大電流的功率芯片的應(yīng)用中，結(jié)溫就成了一個(gè)必須考慮的參數(shù)，超過了就會(huì)使這些內(nèi)部元器件損壞，由于這些內(nèi)部的結(jié)構(gòu)器件距離芯片外部還有封裝隔離，因此它通常高于外殼溫度(Case Temperature)高。也就是會(huì)高于芯片標(biāo)定的工作溫度。如下圖：

5.溫度和芯片應(yīng)用的關(guān)系：

一般我們說的溫度都是指芯片的工作溫度，這樣在使用時(shí)，我們就知道了我們的產(chǎn)品在什么溫度下，芯片不會(huì)損壞，在嚴(yán)格要求的場(chǎng)合，如汽車，軍工等苛刻的應(yīng)用場(chǎng)景，還會(huì)進(jìn)行熱分析等計(jì)算，這時(shí)候就需要判定在產(chǎn)品工作溫度極限下，芯片的結(jié)溫不能被損壞。

另外在設(shè)計(jì)試驗(yàn)環(huán)境時(shí)，一般都會(huì)以芯片的工作溫度作為輸入?yún)?shù)，也就是說到-40到85度的芯片，產(chǎn)品在試驗(yàn)時(shí)極限到達(dá)85度高溫時(shí)，是沒有問題，而如果使用結(jié)溫TJ作為最高試驗(yàn)參數(shù)，則會(huì)導(dǎo)致芯片損壞，因此在使用時(shí)，二者不可混淆。

而在嚴(yán)格的產(chǎn)品應(yīng)用中，二者均要關(guān)注，也是工程師能力的一個(gè)體現(xiàn)，尤其對(duì)于功率器件，如果設(shè)計(jì)導(dǎo)致芯片個(gè)體發(fā)熱嚴(yán)重，也會(huì)造成產(chǎn)品的損壞。因此也不能說芯片滿足工作環(huán)境，就一定不會(huì)損害產(chǎn)品。還是和設(shè)計(jì)者的設(shè)計(jì)有很大關(guān)系的。

審核編輯：湯梓紅