熱抵抗

以下に、熱抵抗の概念図を示します。温度の規定位置は、パッケージや製品で異なります。

T_J：接合部温度
T_L：リード温度
T_A：周囲温度
R_th(J-L)：接合部とリード間の熱抵抗
R_th(J-A)：接合部と周囲間の熱抵抗

リード温度、周囲温度から計算する方法

ダイオードが動作しているときの損失と温度（リード温度T_L、周囲温度T_A）の実測値と、データシートの電気的特性に記載されている熱抵抗から接合部温度T_Jを推定します。T_Jは以下の式で計算できます。

• リード温度から推定した計算

TJ = P × Rth(J-L) + TL



• 周囲温度から推定した計算

TJ = P × Rth(J-A) + TA

ここで、
P：ダイオードの損失（W）
R_th(J-L)：接合部とリード間の熱抵抗（°C/W）
R_th(J-A)：接合部と周囲温度間の熱抵抗（°C/W）
T_L：リード温度（°C）
T_A：周囲温度（°C）

例として、P = 0.6 W、R_th(J-A) = 20 °C/W、T_A = 80 °Cの場合、T_Jは以下の式で計算できます。

過渡熱抵抗特性から計算する方法

瞬間的に電力印加した際のT_Jは、過渡熱抵抗データから推定します。T_Jは以下の式で計算できます。

ここで、
P：ダイオードの損失（W）
r_th(J-A)：接合部と周囲温度間の過渡熱抵抗（°C/W）
T_A：周囲温度（°C）

以下に、SJPZ-N18の過渡熱抵抗特性を示します。例えば単発の矩形波100 msを印加した場合、r_th(J-A) は9 °C/Wと読み取れます。

例えばP = 0.6 W、r_th(J-A) = 9 °C/W、T_A= 100 °Cの場合、T_Jは以下の式で計算できます。

重ね合わせの理を使用した計算方法

規則的な方形波の電力損失がダイオードに生じた場合と、不規則な方形波の電力損失がダイオードに生じた場合の接合部温度T_Jの算出方法を示します。このような電力損失波形の場合、各期間の熱抵抗をデータシートの過渡熱抵抗特性グラフから読み取り、重ね合わせの理を使用した算出方法が、容易で有効です。

連続パルス

（A）に示すように、規則的な方形波の電力損失がダイオードに生じた場合の接合部温度T_Jの算出方法を示します。全期間の平均電力損失に、2周期分の電力損失が発生したとする計算方法が容易です。
（B）と（C）に示すように、電力損失を近似し、重ね合わせの理を使用することでT_Jを算出します。

次に、（C）のブロックごとに、接合部温度を算出します。

重ね合わせの理を使用した場合のT_Jは以下の式で計算できます。

ここで、
T_A：周囲温度（°C）
P_M：平均電力損失（W）
t1：周期（s）
t_P：パルス幅（s）
R_th(J-A)：全期間の接合部と周囲温度間の熱抵抗（°C/W）
r_{th(J-A)(t1+tP)}：t1+t_P期間の接合部と周囲温度間の熱抵抗（°C/W）
r_th(J-A)(t1)：t1期間の接合部と周囲温度間の熱抵抗（°C/W）
r_th(J-A)(tP)：t_P期間の接合部と周囲温度間の熱抵抗（°C/W）

不規則パルス

（A）に示すように、不規則な方形波の電力損失がダイオードに生じた場合の接合部温度T_Jの算出方法を示します。（B）に示すように、重ね合わせの理を使用し、ブロックごとの接合部温度T_Jを算出します。

よって、重ね合わせの理を使用した場合のT_Jは以下の式で計算できます。

ここで、
T_A：周囲温度（°C）
P₁～P₃：各パルスの電力損失（W）
r_{th(J-A)(t6−t1)}：t₆−t₁ 期間の接合部と周囲温度間の熱抵抗（°C/W）
r_{th(J-A)(t6−t2)}：t₆−t₂ 期間の接合部と周囲温度間の熱抵抗（°C/W）
r_{th(J-A)(t6−t3)}：t₆−t₃ 期間の接合部と周囲温度間の熱抵抗（°C/W）
r_{th(J-A)(t6−t4)}：t₆−t₄ 期間の接合部と周囲温度間の熱抵抗（°C/W）
r_{th(J-A)(t6−t5)}：t₆−t₅ 期間の接合部と周囲温度間の熱抵抗（°C/W）