Calculadora de temperatura de junção de semicondutores

Ela aplica a relação padrão entre fluxo de calor e elevação de temperatura, retornando a temperatura de junção calculada e sua elevação acima do ambiente. Use-a em verificações rápidas de circuitos integrados, transistores de potência, diodos, reguladores, LEDs e outros componentes cuja confiabilidade depende de manter a junção interna abaixo do limite nominal.

Informe os valores do caminho térmico completo

Comece pela potência realmente dissipada pelo semicondutor em watts, e não pela potência da carga ou entregue a outra parte do circuito. Em um regulador linear, a dissipação pode ser aproximada pela queda de tensão multiplicada pela corrente. Em um dispositivo chaveado, pode incluir perdas de condução e comutação. Informe a temperatura ambiente em graus Celsius no ponto onde termina o caminho térmico e a resistência térmica total junção-ambiente em °C/W. Esse total deve representar a montagem avaliada: pode ser um valor da folha de dados ou a soma das resistências junção-encapsulamento, interface e dissipador-ambiente. Não some um valor junção-ambiente publicado a essas etapas, pois ele já descreve um caminho completo nas condições de ensaio. Fluxo de ar, área de cobre, construção da placa, pressão de montagem e gabinete alteram a resistência efetiva.

Entenda o cálculo e as unidades

A calculadora usa a equação de regime permanente Tj = Ta + P × Rθ, em que Tj é a temperatura de junção, Ta é a temperatura ambiente, P é a potência dissipada e Rθ é a resistência térmica total. Watts multiplicados por graus Celsius por watt fornecem a elevação em graus Celsius, somada ao ambiente. Uma resistência em K/W tem o mesmo valor numérico nesse cálculo. O resultado não inclui fatores de segurança ocultos. Por exemplo, 2.5 W através de 40 °C/W geram elevação de 100 °C; com ambiente de 25 °C, a estimativa é 125 °C. Potência zero não gera elevação, e resistência zero é aceita como caso ideal limite. Valores negativos são rejeitados porque o modelo representa calor produzido pelo componente atravessando um caminho térmico passivo.

Use o resultado como estimativa de projeto

Compare a temperatura calculada com a classificação máxima da junção e, principalmente, com uma meta inferior que preserve margem e confiabilidade. Um valor abaixo do máximo absoluto não garante um projeto robusto. Tolerâncias, variação das perdas, fluxo de ar bloqueado, poeira, componentes vizinhos quentes, envelhecimento da interface e erro de medição podem elevar a temperatura real. Simule combinações realistas de pior caso, com ambiente máximo, dissipação máxima esperada e resistência desfavorável. A equação descreve equilíbrio térmico e não prevê pulsos curtos, partida nem variação no tempo. A análise transitória requer curva de impedância térmica ou modelo RC do fabricante. Uma resistência junção-encapsulamento precisa ser combinada ao restante do caminho antes de usar a temperatura ambiente. Valide projetos críticos com a folha de dados e medições físicas apropriadas.