Calculadora de temperatura de unión de semiconductores

Aplica la relación habitual entre flujo térmico y aumento de temperatura, y devuelve tanto la temperatura de unión calculada como su incremento sobre el ambiente. Úsela para comprobaciones rápidas de circuitos integrados, transistores de potencia, diodos, reguladores, LED y otros componentes cuya fiabilidad exige mantener la unión interna por debajo del límite nominal.

Introduzca los datos de toda la ruta térmica

Comience con la potencia que el semiconductor realmente disipa en vatios, no con la potencia de carga ni con la entregada a otra parte del circuito. En un regulador lineal, la disipación puede aproximarse multiplicando la caída de tensión por la corriente. En un dispositivo conmutado puede incluir pérdidas de conducción y conmutación. Introduzca la temperatura ambiente en grados Celsius donde termina la ruta térmica y la resistencia térmica total de unión a ambiente en °C/W. Este valor debe describir el montaje analizado: puede proceder directamente de la hoja de datos o ser la suma de las resistencias unión-cápsula, interfaz y disipador-ambiente. No sume una cifra unión-ambiente publicada a esas etapas, pues ya representa una ruta completa bajo las condiciones de ensayo indicadas. El flujo de aire, el cobre de la placa, el montaje y el recinto modifican la resistencia efectiva.

Comprenda el cálculo y las unidades

La calculadora utiliza la ecuación estacionaria Tj = Ta + P × Rθ: Tj es la temperatura de unión, Ta la temperatura ambiente, P la potencia disipada y Rθ la resistencia térmica total. El producto de vatios por grados Celsius por vatio proporciona el aumento en grados Celsius, que se suma al ambiente. Una resistencia en K/W tiene aquí el mismo valor numérico. El resultado no incorpora factores de seguridad ocultos. Por ejemplo, 2.5 W a través de 40 °C/W producen un aumento de 100 °C; con 25 °C de ambiente, la estimación es 125 °C. La potencia cero no genera aumento y la resistencia cero se acepta como caso ideal límite. Se rechazan potencia o resistencia negativas, porque el modelo representa calor generado por un dispositivo que atraviesa una ruta térmica pasiva.

Utilice el resultado como estimación de diseño

Compare la temperatura calculada con el máximo nominal de la unión y, sobre todo, con un objetivo inferior que deje margen de fiabilidad. Estar por debajo del máximo absoluto no garantiza un diseño robusto. Las tolerancias, variaciones de pérdidas, obstrucciones del aire, polvo, componentes próximos, envejecimiento de la interfaz y errores de medida pueden elevar la temperatura real. Evalúe combinaciones realistas del peor caso: ambiente máximo, disipación máxima y resistencia térmica desfavorable. La ecuación describe equilibrio térmico; no predice pulsos breves, arranques ni evolución temporal. Para ello necesita la impedancia térmica transitoria o un modelo RC del fabricante. Una resistencia unión-cápsula debe combinarse con la ruta restante antes de usar temperatura ambiente. Valide los diseños críticos con la hoja de datos y mediciones físicas adecuadas.