2.1.3　功耗

1. 元器件的功耗PD

功耗PD被定义为提供给元器件的功率减去由元器件传递给负载的功率。可以看出，在空载时，PD=Vcc Icc或者PD=VDD IDD。功耗PD的单位是W（瓦）。

2. 连续总功耗

连续总功耗被定义为一个元器件封装所能耗散的功率，其中包括负载，一般被规定为绝对最大值，与周围温度和封装形式有关。连续总功耗以W（瓦）为单位。

3. 元器件的最大功耗声明

由于可靠性原因，电路设计也越来越需要考虑热管理的要求。所有半导体元器件都针对结温（TJ）规定了安全上限，通常为150℃（有时为175℃）。与最大电源电压一样，最大结温是一种最差情况限制，不得超过此值。在保守的（可靠的）设计中，一般都应留有充分的安全裕量。请注意，由于半导体的寿命与工作结温成反比，因此留有充分的安全裕量至关重要。简言之，芯片的温度越低，越有可能达到最长寿命。

对功耗和温度的限制是很重要的，在元器件的数据表中都有描述。这些声明的要求决定了元器件的工作条件，如元器件的功耗、印制电路板的封装安装细则等[21]。

例如，5W、700～2700MHz LDMOS驱动晶体管BLP7G22-05所推荐的壳温与功耗的关系如图2-3所示。从图2-3可以看出，元器件功耗越大，允许的元器件壳温越低。

4. 最大功耗与元器件封装和温度的关系

不同型号的元器件采用相同的或者不同的封装形式。由于元器件的功能不同，因此元器件的最大功耗与元器件封装和温度的关系也会不同，举例如下。

例1　ADA4891的最大功耗与器件封装和温度的关系[21]

ADA4891采用5引脚SOT-23、8引脚SOIC_N和MSOP、14引脚SOIC_N和TSSOP多种封装形式。

为了保证器件正常工作，必须遵守图2-4所示的最大功耗与器件封装和温度的关系（也称为最大功耗减额特性曲线）。图2-4中的数据是将TJ设置为150℃，在JEDEC标准4层板上测得的。ADA4891各种封装的热阻θJA见表2-4。

例2　THS3110/THS3111的最大功耗与器件封装和温度的关系

THS3110和THS3111采用具有热增强型PowerPAD的MSOP-8封装，其封装视图如图2-5所示，热阻、功耗和温度的关系[23]如图2-6所示。

器件的最大功耗为

式中，PDmax为器件的最大功耗（W）；Tmax为最大绝对值结点温度（℃）；TA为环境温度（℃）；θJA=θJC+θCA；θJC为结到外壳的热阻（℃/W）；θCA为外壳到环境空气的热阻（℃/W）。