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2021.07.07 热设计

热阻和散热的基础知识:传导中的热阻

电子设备中半导体元器件的热设计

上一篇文章中,介绍了热传递的三种主要形式:传导、对流和辐射。从本文开始,我们将介绍每种热传递方式的热阻。首先从“传导”中的热阻开始。下面将具体介绍热能是如何在物质中通过热传导的方式进行转移的。

传导中的热阻

热传导是指物质间、分子间的热能移动。这种传导方式的热阻如下图和公式所示。

从图中可以看出,截面积为A、长度为L的物质一端的温度T1通过传导变为温度T2。

第一个公式表示T1和T2之间的温度差是用红色虚线围起来的项乘以热流量P得到的值。

最下面的公式表示用红色虚线围起来的项相当于热阻Rth。

从上图和公式中的各个项看,应该可以很容易理解,传导中的热阻基本上与导体的薄层电阻思路相同。众所周知,薄层电阻可以通过用电阻率代替红色虚线框中的热导率来计算。正如电阻率对于不同的导体材料具有固有的值一样,热导率也是如此。

从热阻公式来看,传导中的热阻随着物体截面积的增加或长度的缩短而下降。

用来求得(T1-T2)的公式,最终变为热阻Rth × 热流量P,符合在“什么是热阻?”一文中提到的“热欧姆定律”。

关键要点:

・关于传导中的热阻,其思路与导体的薄层电阻基本相同。