2.1.3　功耗

1. 元器件的功耗PD

功耗PD被定義為提供給元器件的功率減去由元器件傳遞給負載的功率?？梢钥闯?，在空載時，PD=Vcc Icc或者PD=VDD IDD。功耗PD的單位是W（瓦）。

2. 連續(xù)總功耗

連續(xù)總功耗被定義為一個元器件封裝所能耗散的功率，其中包括負載，一般被規(guī)定為絕對最大值，與周圍溫度和封裝形式有關(guān)。連續(xù)總功耗以W（瓦）為單位。

3. 元器件的最大功耗聲明

由于可靠性原因，電路設(shè)計也越來越需要考慮熱管理的要求。所有半導體元器件都針對結(jié)溫（TJ）規(guī)定了安全上限，通常為150℃（有時為175℃）。與最大電源電壓一樣，最大結(jié)溫是一種最差情況限制，不得超過此值。在保守的（可靠的）設(shè)計中，一般都應(yīng)留有充分的安全裕量。請注意，由于半導體的壽命與工作結(jié)溫成反比，因此留有充分的安全裕量至關(guān)重要。簡言之，芯片的溫度越低，越有可能達到最長壽命。

對功耗和溫度的限制是很重要的，在元器件的數(shù)據(jù)表中都有描述。這些聲明的要求決定了元器件的工作條件，如元器件的功耗、印制電路板的封裝安裝細則等[21]。

例如，5W、700～2700MHz LDMOS驅(qū)動晶體管BLP7G22-05所推薦的殼溫與功耗的關(guān)系如圖2-3所示。從圖2-3可以看出，元器件功耗越大，允許的元器件殼溫越低。

4. 最大功耗與元器件封裝和溫度的關(guān)系

不同型號的元器件采用相同的或者不同的封裝形式。由于元器件的功能不同，因此元器件的最大功耗與元器件封裝和溫度的關(guān)系也會不同，舉例如下。

例1　ADA4891的最大功耗與器件封裝和溫度的關(guān)系[21]

ADA4891采用5引腳SOT-23、8引腳SOIC_N和MSOP、14引腳SOIC_N和TSSOP多種封裝形式。

為了保證器件正常工作，必須遵守圖2-4所示的最大功耗與器件封裝和溫度的關(guān)系（也稱為最大功耗減額特性曲線）。圖2-4中的數(shù)據(jù)是將TJ設(shè)置為150℃，在JEDEC標準4層板上測得的。ADA4891各種封裝的熱阻θJA見表2-4。

例2　THS3110/THS3111的最大功耗與器件封裝和溫度的關(guān)系

THS3110和THS3111采用具有熱增強型PowerPAD的MSOP-8封裝，其封裝視圖如圖2-5所示，熱阻、功耗和溫度的關(guān)系[23]如圖2-6所示。

器件的最大功耗為

式中，PDmax為器件的最大功耗（W）；Tmax為最大絕對值結(jié)點溫度（℃）；TA為環(huán)境溫度（℃）；θJA=θJC+θCA；θJC為結(jié)到外殼的熱阻（℃/W）；θCA為外殼到環(huán)境空氣的熱阻（℃/W）。