ForHosting KIT · 開発者向けツール

半導体の接合部温度計算ツール

この計算ツールは、半導体が熱として放散する電力、周囲温度、接合部から周囲までの総熱抵抗という3つの値から、半導体内部の定常温度を推定します。熱流と温度上昇の標準的な関係を用い、計算した接合部温度と周囲温度からの上昇量を返します。集積回路、パワートランジスタ、ダイオード、レギュレータ、LEDなど、内部接合部を定格上限未満に保つ必要がある部品の設計確認にご利用いただけます。

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熱経路全体の値をご入力ください

負荷電力や回路の別部分へ供給される電力ではなく、半導体が実際に熱として放散する電力をWでご入力ください。リニアレギュレータでは、電圧降下と電流の積で損失を概算できます。スイッチング素子では、導通損失とスイッチング損失を含めます。次に、熱経路の終点における周囲温度を°Cで、接合部から周囲までの総熱抵抗を°C/Wでご入力ください。総熱抵抗は、評価対象と同じ実装条件を表す必要があります。データシートの接合部－周囲値を使うか、接合部－ケース、界面、ヒートシンク－周囲の各抵抗を合計します。公表済みの接合部－周囲値は指定試験条件で経路全体を表すため、各段階の値へ重ねて加算しないでください。風量、基板の銅面積、基板構造、取り付け圧力、筐体温度によって実効熱抵抗は変化します。

計算式と単位をご確認ください

本ツールでは定常式 Tj = Ta + P × Rθ を使用します。Tjは接合部温度、Taは周囲温度、Pは損失電力、Rθは総熱抵抗です。Wと°C/Wの積が°Cの温度上昇となり、それを周囲温度へ加算します。K/Wで示された熱抵抗も、この計算では数値が同じです。隠れた安全係数は適用しません。たとえば、2.5 Wを40 °C/Wの経路で放熱すると100 °C上昇し、周囲温度が25 °Cなら接合部温度は125 °Cと推定されます。電力がゼロなら上昇はなく、熱抵抗ゼロは理想的な極限として受け付けます。負の電力や熱抵抗は、受動的な熱経路を通る発熱を表す本モデルに合わないため受け付けません。

設計上の推定値としてご使用ください

計算結果は接合部の最大定格だけでなく、信頼性と余裕を確保するための、より低い設計目標とも比較してください。絶対最大定格未満でも、堅牢な設計とは限りません。部品公差、損失の変動、風路の閉塞、ほこり、周辺部品の発熱、界面材の劣化、測定誤差によって実温度が上昇します。最大周囲温度、最大予想損失、不利な熱抵抗を組み合わせた現実的な最悪条件をご確認ください。この式は熱平衡を表すため、短いパルス、起動時、時間変化は予測しません。過渡解析にはメーカーの過渡熱インピーダンス曲線またはRC熱モデルが必要です。接合部－ケース熱抵抗を使う場合は、周囲温度を適用する前に残りの経路と合算してください。重要な設計はデータシートと実測で検証してください。

活用例

パワートランジスタの確認

導通損失とスイッチング損失を考慮し、接合部が設計上の温度上限内に収まるか推定します。

ヒートシンクの評価

熱経路の各熱抵抗を合計し、ヒートシンクや風量の選択肢ごとに接合部温度を比較します。

リニアレギュレータの検討

電圧降下による損失を、想定する筐体周囲温度での接合部温度へ換算します。

よくある質問

どの計算式を使用しますか？

定常状態の接合部温度式 Tj = Ta + P × Rθ(total) を使用します。

総熱抵抗とは何ですか？

半導体の接合部から基準となる周囲環境まで、熱経路全体が持つ抵抗で、°C/WまたはK/Wで表します。

°C/Wの代わりにK/Wを使用できますか？

はい。ケルビンと摂氏度の温度差は数値が同じなので、この計算では同等です。

パルス中の過渡温度も計算できますか？

いいえ。定常状態の推定です。パルス動作には過渡熱インピーダンスデータまたは適切な動的モデルが必要です。

API計算の料金はいくらですか？

APIリクエスト1回あたり$0.002です。計算は決定論的で、外部ネットワークサービスを使用しません。

開発者向け — APIアクセス

このページの機能はすべてAPIからも利用できます。自社システムに組み込みたいチーム向けのセクションです。それ以外の方は上のツールをそのままお使いください。

エンドポイント

POSThttps://api.kit.forhosting.com/elec/junction-temperature

Bearerトークンで認証し、POST1回でタスクをキューに登録します。結果はWebhookまたは署名付きリンクで受け取れます。

お使いのスタックから呼び出す

curl -X POST https://api.kit.forhosting.com/elec/junction-temperature \
  -H "Authorization: Bearer $KIT_KEY" \
  -H "Content-Type: application/json" \
  -d '{"power_dissipation_w":2.5,"ambient_temperature_c":25,"thermal_resistance_c_per_w":40}'

const res = await fetch("https://api.kit.forhosting.com/elec/junction-temperature", {
  method: "POST",
  headers: {
    "Authorization": `Bearer ${process.env.KIT_KEY}`,
    "Content-Type": "application/json"
  },
  body: JSON.stringify({
    "power_dissipation_w": 2.5,
    "ambient_temperature_c": 25,
    "thermal_resistance_c_per_w": 40
  })
});
const { task_id } = await res.json();

import os, requests

res = requests.post(
    "https://api.kit.forhosting.com/elec/junction-temperature",
    headers={"Authorization": f"Bearer {os.environ['KIT_KEY']}"},
    json={
    "power_dissipation_w": 2.5,
    "ambient_temperature_c": 25,
    "thermal_resistance_c_per_w": 40
},
)
task_id = res.json()["task_id"]

<?php
$res = file_get_contents("https://api.kit.forhosting.com/elec/junction-temperature", false, stream_context_create([
  "http" => [
    "method"  => "POST",
    "header"  => "Authorization: Bearer " . getenv("KIT_KEY") . "\r\nContent-Type: application/json",
    "content" => '{"power_dissipation_w":2.5,"ambient_temperature_c":25,"thermal_resistance_c_per_w":40}',
  ],
]));
$task = json_decode($res, true);

body := bytes.NewBufferString(`{"power_dissipation_w":2.5,"ambient_temperature_c":25,"thermal_resistance_c_per_w":40}`)
req, _ := http.NewRequest("POST", "https://api.kit.forhosting.com/elec/junction-temperature", body)
req.Header.Set("Authorization", "Bearer "+os.Getenv("KIT_KEY"))
req.Header.Set("Content-Type", "application/json")
res, _ := http.DefaultClient.Do(req)

リクエスト例

{
  "power_dissipation_w": 2.5,
  "ambient_temperature_c": 25,
  "thermal_resistance_c_per_w": 40
}

レスポンス例

{
  "task_id": "tsk_a1b2c3d4e5f6a1b2c3d4e5f6",
  "type": "elec.junction_temperature",
  "status": "queued",
  "_links": {
    "result": "/tasks/tsk_…/result"
  }
}

非同期APIです。task_idは即時に返ります。ポーリングは1秒あたり1リクエストまでです。

料金

1リクエストあたり$0.002

単価はすべて公開しています。トークン換算や独自クレジットはありません。失敗したタスクは課金されません。

エラー

HTTP	コード	意味
`401`	`unauthorized`	APIキーが無効か、指定されていません。Authorizationヘッダーを確認してください。
`402`	`insufficient_balance`	残高が不足しています。チャージ後に再度お試しください。
`404`	`unknown_type`	指定されたタスクタイプは存在しません。タイプ名を確認してください。
`429`	`rate_limited`	リクエストが多すぎます。しばらく待ってから再度お試しください。

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