Tvj
一般來(lái)講，結(jié)溫Tvj是指芯片“結(jié)”區(qū)域的溫度，是與模塊結(jié)殼熱阻以及損耗相關(guān)的一個(gè)量。由于芯片的溫度分布是不均勻的，在多芯片并聯(lián)的模塊中，不能準(zhǔn)確表述某個(gè)芯片的溫度，同時(shí)該溫度也不能直接測(cè)量。因此，該變量被定義成“Tvj(虛擬結(jié)溫)”，用以衡量一個(gè)或多個(gè)芯片的平均溫度。虛擬結(jié)溫的Tvj的引入也是為了定義結(jié)殼熱阻，同時(shí)在基于結(jié)殼熱阻的物理模型以及散熱器（Heatsink）的條件下，來(lái)評(píng)估模塊的安全工作溫度。
Tvj(max)
Tvj(max)是規(guī)格書(shū)中更常見(jiàn)的參數(shù)。一般是指在開(kāi)通狀態(tài)下允許的最高結(jié)溫。用于定義最大耗散功率，即當(dāng)模塊通過(guò)直流電流時(shí)產(chǎn)生最大耗散功率的安全結(jié)溫上限。對(duì)于一些暫態(tài)的溫度升高，也是不允許超過(guò)該值的。
Tvj(op)
Tvj(op)算是最重要的一個(gè)參數(shù)了，一般是指在考慮實(shí)際的應(yīng)用工況情況下，主要是開(kāi)關(guān)因素，或者其他因素等情況下，保證產(chǎn)品可靠應(yīng)用的溫度的范圍（上限以及下限）。其中瞬態(tài)開(kāi)關(guān)的結(jié)溫超過(guò)Tvj(op)是允許的，或者說(shuō)Tvj(op)的定義已經(jīng)把瞬態(tài)溫升考慮進(jìn)來(lái)了。
根據(jù)上面Tvj(max)的定義可以得出一個(gè)結(jié)論就是Tvj(max)>Tvj(op)，Tvj(op)是要小于Tvj(max)的，一般來(lái)講我們看到很多芯片這兩個(gè)參數(shù)的特點(diǎn)也都這樣，比如Tvj(max)=175℃，Tvj(op)=150℃；或者Tvj(max)=150℃，Tvj(op)=125℃。同時(shí)，一般而言在開(kāi)關(guān)瞬間，結(jié)溫是可以超過(guò)Tvj(op)的，但是不允許超過(guò)Tvj(max)。Tvj既然是平均溫度，意味著芯片上會(huì)有溫度高的點(diǎn)和溫度低的點(diǎn)。賽米控的AN里給出了一個(gè)芯片的熱力圖來(lái)描述這個(gè)特點(diǎn)，如下圖。對(duì)于下圖中的芯片，其最高點(diǎn)的溫度達(dá)到了117.8℃，最低點(diǎn)的溫度為76℃。根據(jù)Tvj的定義，這個(gè)芯片測(cè)量到的結(jié)溫Tvj可能在96℃左右，比最高溫度低了超過(guò)20℃。
這樣可以看出，芯片的最高溫度和Tvj還是有不小的差距。同時(shí)隨著尺寸的增加，該差距還有可能進(jìn)一步增加。我們知道目前很多芯片的Tvj(max)都達(dá)到了175℃。而上面提到芯片最熱點(diǎn)的溫度是要比Tvj要高出不少的，這就意味著，模塊的結(jié)溫在175℃的時(shí)候，最熱點(diǎn)的溫度會(huì)是更高的，應(yīng)該能達(dá)到200℃甚至更高。
· 短路的時(shí)候，瞬間的結(jié)溫會(huì)超過(guò)175℃嗎，可以超過(guò)Tvj(max)嗎？
短路時(shí)刻的瞬態(tài)溫度是可以超過(guò)175℃的，而且也是容易超過(guò)175℃的。Tvj超過(guò)200度也是很輕松的事情。同時(shí)對(duì)于比較薄的低壓器件，這個(gè)溫度值會(huì)更高。當(dāng)然這種工況是不受歡迎的，應(yīng)該也是對(duì)壽命有影響的。英飛凌在其規(guī)格書(shū)中指出芯片在整個(gè)壽命周期中短路工況要小于一定的次數(shù)(一般是小于1000次，間隔大于1s)。也有廠商認(rèn)為，短路時(shí)，其實(shí)芯片已經(jīng)進(jìn)入潛在失效模式了。如果產(chǎn)品能扛得住，同時(shí)滿足壽命周期內(nèi)抗住一定的次數(shù)那產(chǎn)品就是合格的。
· 一些模塊的Tvj(op)是等于Tvj(max)的，不需要留余量了嗎?
是的，有不少產(chǎn)品的Tvj(op)都到了175℃，英飛凌的汽車級(jí)產(chǎn)品HPD系列模塊，富士的M653，丹佛斯的DCM1000系列模塊，都把Tvj(op)標(biāo)到了175℃。都是跟Tvj(max)是相等的。那如果我把模塊真的用到那么高的結(jié)溫豈不是很危險(xiǎn)？是的，是很危險(xiǎn)的。這個(gè)問(wèn)題其實(shí)是安全裕量的問(wèn)題。Tvj(max)=175℃，Tvj(op)=150℃的模塊這中間的25℃裕量是模塊廠家自我設(shè)定的，對(duì)于模塊在實(shí)際開(kāi)關(guān)工況應(yīng)用下的一個(gè)安全范圍，可能考慮了壽命，短路溫升等情況。而當(dāng)前很多Tvj(max)=175℃，Tvj(op)=175℃的模塊其實(shí)就是從可靠性，壽命等方面有了提升可以保證模塊可以工作到更高的結(jié)溫175℃。比如丹佛斯汽車級(jí)模塊DCM1000平臺(tái)的產(chǎn)品采用DBB技術(shù)，對(duì)于降低短路溫升以及提高功率循環(huán)能力都有非常好的表現(xiàn)。因此其規(guī)格書(shū)中標(biāo)注的Tvj(op)是175℃。DBB技術(shù)對(duì)芯片表面溫度分布的改善這一點(diǎn)，對(duì)于其產(chǎn)品在保證可靠性的前提下提高工作結(jié)溫(Tvjop=175℃)應(yīng)該也是起著非常重要的作用。當(dāng)然，我們一般也會(huì)在廠家給出的參數(shù)基礎(chǔ)條件下設(shè)計(jì)一定的降額來(lái)提高產(chǎn)品的可靠性，和增加安全余量。這也是為什么最高結(jié)溫不超過(guò)125℃成為了一個(gè)為人熟知指導(dǎo)數(shù)值。它是在150℃的基礎(chǔ)上，從應(yīng)用的角度保留了25℃的安全裕量。這個(gè)裕量其實(shí)可大可小，設(shè)計(jì)能力好，驗(yàn)證的足，10℃的裕量那也是夠的?；剡^(guò)頭來(lái)對(duì)于Tvj(op)等于175℃的模塊，同樣，系統(tǒng)設(shè)計(jì)最高運(yùn)行結(jié)溫到150℃，160℃，甚至170℃，也都是可行的。
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