Abstract
本論文是在功率晶體在高頻時的開關性能與發熱量量測的實驗研究。經由這個實驗可以了解功率晶體在工作時發熱的情況以及這些熱量對周圍大氣溫度的影響。如果將這個研究推廣,可以對一顆晶片進而對整片電路板的溫度散佈做具體的研究,進而了解如何安排電路板上晶片的位置以獲得較佳的散熱情況。本論文對功率晶體在兩種不同負載(電阻性及電感性負載),運作區域,頻率及負載循環(佔空比)下的發熱量性能,都做一嚴謹的實驗量測並討論之。另外,晶體發熱量的形成,如開關時的暫態特性及穩態傳導特性也被提出討論。更進一步地,測量所得的數據也拿來和一些理論預測值作比較。這些理論預測的方法包括:?相關電子資料手冊上的額定值;?B.W.Willams 所提出的線性近以理論;?由一修正的外殼到大氣間熱阻所計算的散熱量;?Ellison 的經驗公式。本論文實驗結果顯示:?功率晶體發熱量主要由暫態發熱量與穩態發熱量所組成,所有發熱量都隨負載循環的增加而增加。?線性近似的方法在穩態發熱量的預測上尚與實驗值相符,在暫態發熱量的預測上則有極大的差異。?由一修正的外殼到大氣間熱阻所計算出的散熱量比實驗值低;而利用熱傳原理所估出功率晶體傳至空氣的熱散失量則與實驗值相符。?在兩種不同運作區域中,實驗結果顯示在線性運作區中的發熱量比在飽和區域中來的高,特別在電感性負載高負載循環時更為明顯。