WS4晶体管瞬态热分析

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W波段高功率回旋管输出窗的热分析

•理论与设计•W波段高功率回旋管输出窗的热分析徐望炬!熊能!郭思豆，徐倩，陈科!张开春(电子科技大学电子科学与工程学院太赫兹中心，四川成都610054"摘要：输出窗是回旋管的重要部件之一，直接决定回旋管的工作效率与使用寿命。

选用高阶模作为高功率回旋管的工作模式，并采用蓝宝石作为回旋管输出窗的窗片。

应用电磁波传输理论计算蓝宝石在高阶模下的结构参数，并在HFSS中对回旋管输出窗进行建模，对高阶模的角向对称处理方法的准确性进行验证&采用HFSS与ANSYS Workbench联合仿真对输出窗进行稳态热分析,并利用Comsol软件对输出窗进行瞬态热分析。

对于工作频率94GHz和传输功率100kW的高功率回旋管，在稳态热分析时，窗片会炸裂；而在瞬态热分析时，窗片能持续工作接近20s&关键词：输出窗；高阶模；电磁仿真;稳态热分析；瞬态热分析中图分类号:TN12文献标识码:A文章编号:1002-8935(2020)06-0041-04doi：10.16540/11-2485/tn.2020.06.09Thermal Analysis of Output Windows for W-Band High Power GyrotronsXU Wang-ju#XIONG Neng,GUO S-dou,XU Qian,CHEN Ke,ZHANG Kai-chun (.THz Center,School of Electronic Science and Engineering,University of ElectronicScience and Technology of China,Chengdu610054,China"Abstract:The output window is an important component of the gyrotron,which determines the working efficiency and lifetime of the gyrotron.High-order mode is chosen as operation mode and sapphire is used as output window material of high power gyrotron in research.Parameters of the sapphire window are calculated based on electromagnetic wave transmission theory,and the accuracy of the angular symmetry processing method for high-order mode is verified by using HFSS software.Joint simulation of HFSS and ANSYS Workbench is employed to perform steady-state thermal analysis,and COMSOL software is used to perform transient thermal analysis on the output window,respectively.For a high power gyrotron with the operating frequency of94GHz and the transmission power of100kW,the sapphire window bursts in steady-state thermal analysis while works for nearly20s in transient thermal analysis.Keywords:Output window,High-order mode,Electromagnetic simulation,Steady-state thermal analysis,Transien<<hermalanalysis回旋管是一种重要的电真空辐射源，其频率可以覆盖毫米波甚至,通信、空1测、电磁、定向武器的空间，因此在国际上备受重视&美国实验室研制岀35GHz、TEm的回旋管，其峰值功率为137kW、饱和增益为47dB(1)；维里安研制岀工作电压60kV、工作电流5A、峰值功率100kW和增益30dB 的回旋管研制岀了螺旋纹波导回旋管,在工作电压为80kV、工作电流为9A时，其峰为180kW、饱和增益为25dB(—4);中国'国华大学的朱国瑞教授团队研制岀饱和增益70dB、93kW的回旋管[5];电子科技大学研制岀国内第8mm回旋管6，和工作£220GHz、工作电压30kV、工作电流3A和峰值功率11.2kW的回旋管(7)。

功率MOSFET封装热阻测试及其优化设计

功率MOSFET封装热阻测试及其优化设计刘志红莫亭亭摘要：功率半导体器件是集成电路的重要组成部分，是电力电子技术的基础。

本文对功率MOSFET的热阻进行了测试，得到了SOP8封装的功率MOSFET器件的结壳热阻和结到环境热阻。

使用有限元热仿真分析，分析了影响SOP8热阻的因素，在分析结果基础上改善了SOP8封装的功率MOSFET器件的热阻性能。

为后续芯片封装结构优化提供参考。

关键词：封装热阻；功率器件；有限元仿真；热阻测试；结温Abstract：Power semiconductor device is an important part of integrated circuit，and it is the foundation of power electronic technology.I In this paper，the thermal resistance of power MOSFET is tested，and get the thermal resistance of junction to case and junction to ambient for SOP package.Finite element thermal simulation was used to analyze the factors affecting SOP8 thermal resistance.Based on the analysis，thermal resistance of SOP8packaged MOSFET was improved.It provides a reference for the subsequent optimization of chip packaging structure.KEY WORDS：thermal resistance of package，power device，finite element simulation，thermal resistance test，junction temperature1引言自从进入20世纪以来，人类正式迈入信息时代。

提高晶体管稳态热阻测量精度的经验

提高晶体管稳态热阻测量精度的经验
史晓峰
【期刊名称】《信息技术与标准化》
【年(卷),期】2001(000)006
【摘要】简单论述了大功率MOS晶体管稳态热阻的测量原理,以及实现快速测量的必要途径,重点叙述了解决测量结果重复性的建议.
【总页数】3页(P40-42)
【作者】史晓峰
【作者单位】国防微电子元器件计量一级站
【正文语种】中文
【中图分类】TN3
【相关文献】
1.稳态热阻对大功率晶体管寿命试验的影响 [J], 刘砚君
2.加载功率与壳温对AlGaN/GaN高速电子迁移率晶体管器件热阻的影响∗ [J], 郭春生;李世伟;任云翔;高立;冯士维;朱慧
3.基于拉曼热测量技术的铜基复合物法兰GaN基晶体管的热阻分析 [J], 刘康; 孙华锐
4.垂直双扩散金属-氧化物半导体场效应晶体管电学法热阻测试中测试电流的研究[J], 吕贤亮;黄东巍;周钦沅;李旭
5.氮化镓高速电子迁移率晶体管双界面热阻测试 [J], 孙明;任翔
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WS2晶体管的稳态热分析

要粘接平面，使用 Operate>>
Glue>>Areas>> PickAll (AGLUE)
W2-8
前处理
详细的前处理说明 (续):
5. b. 生成圆角。
使用 Create>>LineFillet, 然后选择相交的线并输入半径 (0.0025)。
(LFILLT)
然后使用 Create>>Areas>> Arbitrary>>ByLines 选择边界线生成面。 (AL)
•
在此出结果:
我们将使用这个结果与手工计算相比较。
W2-18
后处理
详细说明-后处理(续...)
21. 显示温度为或超过100 °C的模型区域。
•
使用 Select Nodes>> By
Results>> DOF Solution>> Temp 并输入数值范围。 (NSEL)
•
选择与结点相连的单元，然后绘制温度解。 (PLNSOL)
W2-19
后处理
详细说明-后处理(续...) 22. 生成热流向量图. (PLVECT)
– 使用 Plot Results>>Vector Plot>>Predefined>>Thermal Flux ，由于模型有多种材料，使用 element centroid 为向量解位置
。
23. 生成温度梯度向量图 (PLVECT) – 使用 Plot Results>>Vector Plot>>Predefined>> Thermal Flux ，由于模型有多种材料，使用 element centroid 为向量解

用水热法制备的Ba1-xPbxWO4微晶及其发光性能研究

市东升化学试剂厂）制０２ｌＬ的Ｂ（配．ｍｏ／ａＮＯ。。０４）、．ｍｏ／ｌＬ的Ｎ２ａＷＯ和０２ｌＬ的Ｐ（３２溶液。．ｍｏ／ｂＮＯ）按生成ＢｂＷＯａ一Ｐ微晶的化学计量比，加入相应的Ｂ（。。Ｐ（。。溶液，ａＮＯ）和ｂＮＯ）利用水热法制备Ｂａ一
过固相工艺进行［］但该工艺对产品的结构和形貌均４，。
晶的晶相结构、面形貌及室温光致发光特性。结果表表明，从０１０变化时，ａ…Ｐ固溶体微当～．Ｂ。ｂＷＯ
晶的表面形貌由四方锥型向树枝状变化。在２０ｍ７ｎ紫外光激发下，其发射光谱均呈现两个发射峰，即位于
在应用。白钨矿型钨酸盐主要是碱土金属钨酸盐（ — ＭｅｗＯ，：ａＳ、ａ晶体，ＭｅＣ、ｒＢ）其单晶体呈近于八面体的
四方双锥，｛１｝面择优生长；以１２晶而集合体多为不规
则粒状或致密块状，面常有斜纹或蚀象。在Ｍｅ晶－
中图分类号：ＴＢ８３３
文献标识码：Ａ
文章编号：０１９３（０００－５２０１０－７１２１）９１３－４
工试剂厂）ＮａＷＯ、・２ＡＲ，９．，都市ＨＯ（ ≥ ９５成科龙化工试剂厂）Ｐ（和ｂＮＯ。ＡＲ，９．，津）（ ≥ ９０天

热管改进型热离子反应堆瞬态分析程序开发

第４９卷增刊
２０１５年５月
原
子
能
科
学
技
术
Ｖｏ１．４９，Ｓｕｐｐ１．
Ｍａｙ２Ｏ１５
ＡｔｏｍｉｃＥｎｅｒｇｙＳｃｉｅｎｃｅａｎｄＴｅｃｈｎｏｌｏｇｙ
热管改进型热离子反应堆瞬态分析程序开发
ＺＨＡＮＧＷｅｎ — ｗｅｎ，ＣＨＥＮＪｉｎｇ，ＷＡＮＧＣｈｅｎｇ — ｌｏｎｇ，ＭＡＺａｉ — ｙｏｎｇ，
ＴＩＡＮＷｅｎ — ｘｉ，ＱＩＵＳｕｉ — ｚｈｅｎｇ，ＳＵＧｕａｎｇ — ｈｕｉ
（Ｄｅｐａｒｔｍｅ ห้องสมุดไป่ตู้ ｔｏｆＮｕｃｌｅａｒＳｃｉｅｎｃｅａｎｄＴｅｃｈｎｏｌｏｇｙ，Ｘｉ ’ ａｎＪｉａｏｔｏｎｇＵｎｉｖｅｒｓｉｔｙ，Ｘｉ ’ ａｎ７１００４９．Ｃｈｉｎａ）
式辐射器型空间堆进行系统安全分析。关键词：热离子反应堆；热管；系统分析程序中图分类号：ＴＬ３３３文献标志码：Ａ文章编号：１０００ — ６９３１（２０１５）ＳＯ一０２２７ — ０７
张文文，陈静，王成龙，马在勇，田文喜，秋穗正，苏光辉
（西安交通大学核科学与技术系，陕西西安７１００４９）
摘要：本文针对改进型ＴＯＰＡＺｌＩ核反应堆系统的特殊结构及热工水力特性，开发了耦合热管二维计算程序的热离子反应堆系统分析程序ＴＡＳＴＩＮ－ＨＰ，并计算分析了其稳态与瞬态事件及典型事故工况下的热工水力特性。结果表明：稳态计算结果与设计值符合良好；升功率事件及部分失流事故中，在一定的时间内，元件各层材料与冷却剂温度均在安全限值以内。本文结果初步证明ＴＡＳＴＩＮ— ＨＰ可对热管

热阻测试系统--文集

半导体器件的热阻测试北京华峰测控技术有限公司孙铣刘惠鹏摘要：本文介绍了半导体器件热阻的基本概念和相关标准对热阻测试的要求，阐述了热阻测试的实际意义和技术难点，比较了瞬态热阻和稳态热阻的概念差别，并介绍了STS 2109A半导体器件热阻测试系统的软硬件性能。

关键词：稳态热阻、瞬态热阻、热敏参数、结温、参考点温度。

一、热阻的基本概念热阻是一个物理学概念，指的是热流（功率）流过导热体时所受到的阻力（会在导热体上产生温差）。

热阻的倒数就是热导，通俗地讲，物体的导热性能好就是热阻小。

对于半导体器件来讲，在其工作时要施加一定的功率（特别是功率器件），这一功率的绝大部分被转换为热量，并导致器件温升。

芯片上的热量通过芯片烧结材料传递到外壳，并进一步传递到周围的空气环境（对功率器件有时还要通过散热器）。

对于工作时不需要加散热器的小功率器件，热阻指的是从芯片到周围空气环境的热阻，通常表示为：Rt = （Tj – Ta）/ P式中 Tj 为芯片结温，Ta 为环境温度，P 为功率。

对于工作时需要加散热器的大功率器件，热阻指的是从芯片到器件外壳（底面中点）的热阻，通常表示为：Rt = （Tj – Tc）/ P式中 Tj 为芯片结温，Tc 为器件外壳温度，P为功率。

热阻的单位为℃/W（或℃/mW），其含义为向器件每施加1W功率时，器件的芯片结温和热参考点（环境温度或器件壳温）之间所产生的温差。

二、相关标准对热阻测试的规定鉴于热阻参数的重要性，美军标MIL-S-19500H《半导体器件总规范》在B组检验和E组检验中明确规定了热阻测试的方法、条件和抽样方案。

各类器件热阻测试的具体方法在美军标MIL-STD-750C《半导体器件试验方法》中做了明确而详细的说明。

参照美军标，国军标GJB 33A-97《半导体分立器件总规范》同样也在B组检验和E组检验中明确规定了热阻测试的方法、条件和抽样方案。

各类器件热阻测试的具体方法在国军标GJB 128A-97《半导体器件试验方法》中做了明确而详细的说明。

固体推进剂热松弛时间分析与测定_钟涛

T 型热电偶的偶丝直径为 0. 2mm , 球形头部直径为 0. 5mm , 除头部外其余部分均采用薄塑料模套装 , 这种电偶热容量小、响应时间快 , 而且由于其尺度小 , 不会造成热流堵塞。热电偶的精度为 ±0. 05℃, 能够满足测量的要求。
恒温热源为热量在推进剂中传播提供边界条件 , 为了保证实验的安全性 , 实验边界温度不能太高 , 采用电磁炉加热水至特定温度后保持恒温 , 经酒精温度计测试标定 , 这种方式供热精度为 ±1℃, 满足实验要求。导热装置为一块铜。
2. 2 修正的傅立叶定律分析
上例中真实的物理过程如下 :内热源变化后 , 由于热惯性作用 , 系统内的温度场重新建立和温度梯度
的改变在时间上滞后于内热源变化。根据这一事实 ,
Bepho tt Π提出了考虑有限热传导速率的热流密度表
达式[ 5]
→
qቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ
=- λg rad - τr
q t
(6)
称式 (6)为修正的傅立叶定律 , 这一结论已经被
2 瞬态传热两种分析方法
2. 1 傅立叶定律分析
考虑一个初始状态为温度均匀的带内热源一维
无限大物体 , 内热源以单位体积发热量为 Q (x, t)开始发热后 , 根据傅立叶定律 , 其温度分布为
T t
=α
2T x2
+Qρc
(1)
T(x, t)|t =0 =T0
(2)
式中 α为物体热扩散系数 , T 为温度 , ρ为物体密度 , c
测量热在物质中的传播速率较为常用的有两种方法 , 一是将热源和传感器埋入物质中 , 加热热源 , 传感器记录温度变化历程 , 得到热传导速率 [ 7] , 二是将恒温热原作为物质边界 , 在物质另一边界测量温度变化过程 , 得到热传导速率[ 8] 。

热脉冲法瞬态测量材料热物性研究

热脉冲法瞬态测量材料热物性研究向泽英;罗浩;陈昭栋;陈丕;陈芬【摘要】讨论了一维半无限大传热模型的热脉冲法测量原理,通过寻找脉冲加热停止后热面的降温规律来间接求数学解,给出了模型的布置方案,阐述了自主研发的SHT-P型热物性瞬态自动测量仪的结构和测量结果,在理想模型条件下,测量精度可达2.4％,测量时间短至5 min,可一次性测得热导率、热扩散系数、比热等多个热物性参量.【期刊名称】《西南科技大学学报》【年(卷),期】2018(033)004【总页数】5页(P103-107)【关键词】热脉冲法;瞬态测量;热物性;热导率;热扩散系数【作者】向泽英;罗浩;陈昭栋;陈丕;陈芬【作者单位】西南科技大学理学院四川绵阳 621010;西南科技大学理学院四川绵阳 621010;西南科技大学理学院四川绵阳 621010;西南应用磁学研究所四川绵阳621000;西南科技大学理学院四川绵阳 621010【正文语种】中文【中图分类】O551.320世纪90年代，热脉冲法由斯洛伐克科学家Kubicar提出，经过不断完善，广泛应用于科学研究、工业生产等领域。

于帆等[1]通过对NIST纤维板标准材料和聚四氟乙烯塑料试样的测试发现，在满足理想模型条件下，测量误差±5%；朱苏康等[2]对有机玻璃和非织造布试样的热物性分别进行了测量，结果表明热脉冲法可以同时测量非织造布的热导率、热扩散系数及体积热容3个热物性参数；戴景民等[3]对传统热脉冲法进行改进，提出了一种适用于防隔热材料高温高精度热物性测量的保护平面热源法，测量误差低于6%，并进行标定实验研究。

热脉冲法作为一种经典的热物性测量技术，具有测量范围广、时间短且可以同时测出多个热物性参量的优点。

针对一维半无限大传热数学模型，本文通过热脉冲加热停止后热面的降温规律对其间接求解。

同时，应用信号采集、处理等高新技术，在理论、技术方面做了进一步改进和提高，研制出SHT-P热脉冲法热物性瞬态自动测量仪，并对聚脂玻璃钢和老化聚氨脂泡沫试样进行测试，测量精度高、测试范围广。

稳态热阻对大功率晶体管寿命试验的影响

定的合格判据（０．８３／Ｗ
由于详细规范中无稳态平均热阻（以下简称平均热阻
参照热像测试结果寿命功率条件及多次试验结果平均
热阻采用的测试条件为Ｖ＝２４ＶＩ＝３Ａ加电时间２０ｓ
ＣＥ
Ｃ
实测结果０．５５／Ｗ０．８５／Ｗ
１０只样品用ＳＴＳ２１０３Ｂ半导体分立器件测试系统（脉
冲法）对规范规定的电参数（Ａ２）进行测试结果合格
Keywords: thermal resistance; steady state thermal
resistance; mean steady state thermal resistance; peak steady state thermal resistance
１关于热阻
１．１概念
热阻是半导体器件的重要技术指标是器件热特性的
（４）即使稳态热阻在不同功率条件下也不一定是固定值研制单位应在详细规范中给出热阻随功率变化曲线指导用户安全使用产品
６结束语
５建议
（１）对于功率器件瞬态热阻很难全面准确地反映器件实际工作时的热性能原因有二其一瞬态热阻随加电时间的变化而变化时间参数受热容的影响当加电时间较短时仅反映器件管芯散热通路中的局部热阻其
监测
试验进行到１５０ｈ时一台电源总电流下降了０．５Ａ检
查样品和控制电路发现５７＃样品ＩＢ回路中的电阻异常发热取下５７＃样品其余样品继续试验待５７＃样品冷却后对
其进行Ａ２分组测试结果合格
ＩＣＢＯ
ｈＦＥ也满足规
范要求将５７＃样品单独安装在散热板上同样的控制电
路调整回路电阻使ＩＣ达到４Ａ始慢慢下降（最高壳温未超过８０趋于稳定

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19. 求解完成后, 进入通用后处理器并选择 Results Summary查看结果列表。 20. 读入载荷步2的数据序列 (t=300 秒)。 21. 只选择实体单元和节点。绘制节点温度结果 (PLNSOL) 并与手工结果相比较。 22. 使用 “Query Results” 功能定位最大和最小节点温度。记录节点号码用于步骤25。
W4-10
例题 4 - 后处理(续)
25. 获取时间步长变量的极值 (EXTREM)。ANSYS是否减少了时间步长?
26. 将时间步长乘以响应特征值计算振动极限 (PROD)。绘制新变量(PLVAR)对时间的曲线并检查振动极限没有超过0.5 。
W4-11
例题 4 - 后处理 (续)
27. 绘制最大温度参数随时间的曲线。我们是否满足设计要求?如果不是，在什么时间不符合? 如果设计要求不符合，那么怎样改变系统设计可以改善?
2. 所有部分在所有时间的最大操作温度不能超过100C。
附录C中有ANSYS命令流文件
W4-2
例题4 - 基本说明
• 读入例题2中的晶体管模型。 • 指定瞬态分析选项并求解这些载荷步:
LS 1: 从介质温度开始，渐进施加载荷：冷却叶片用低速 (对流), 晶体管用低功率(热生成), 热流载荷(其它设备的辐射)。(注: 在第一个载荷步，对流换热系数是阶跃施加的。) LS 2: 在300秒之内所有载荷不变。 LS 3: 迅速将晶体管热生成载荷改变到高功率，冷却叶片对流载荷到高速。 LS 4: 在900秒之内所有载荷不变。 LS 5: 关闭时间积分得到稳态解。
W4-7
例题 4 - 求解 (续)
18. 手工计算检验结果:
Using a lumped capacitance approach and assuming that loads are constant over the time interval, the transient mean temperature response of a system subjected to heat flux (q*) estimated over area AH, convection (h,T ) over area AC, and heat generation can beq with the following relationship (Ref. 1):
T ( t ) 50 44 . 14 1 e
( t / 376 . 65 )

Estimate the mean temperature of the system at the end of the second load step (t=300 seconds). Recall from 例题 2 that the high power steady state temperature was estimated using a similar approach to be 97.17 C.
如果有附加时间: 使用文本编辑器查看求解控制文件 (Jobname.mntr) 路径在工作路径中。也可以使用动画功能对结果序列进行动画模拟。
W4-12
例题 4 - 结论
在例题 4中, 我们通过模拟晶体管的发热过程演示了瞬态热分析技术。特别的，我们学会了如何 . . .
– – – – – 设置瞬态分析选项使用多重载荷步方法*施加载荷设置时间步控制使用时间历程后处理器进行多载荷步结果后处理使用手工计算检验结果
*
在本例中我们使用多重载荷步施加载荷。我们也可以使用单载荷步结合表格载荷定义来完成同样的功能。这种方法对于处理复杂载荷相互作用有很大的优点，在第6章中讨论。数据库存储为 “tabular.db” 在下面的例题中使用，演示表格载荷输入。
W4-13
Reference: Incropera, F. P. and DeWitt, D. P.; Fundamentals of Heat and Mass Transfer, Third Edition. John Wiley & Sons, 1990, pages 234-236.
W4-8
例题 4 - 后处理
W4-6
例题 4 - 求解 (续)
15. 改变标题为“LS 3 - High Power Load Ramp - 302 seconds”, 使用 SFSCALE命令将所有换热系数乘以系数1.7, 施加热生成20 W (BFA), 指定结束时间为302秒, 求解载荷步。(注: SFSCALE命令只能直接施加载荷在有限元模型上。因此，不能对施加在实体模型上的热流载荷进行比例操作)。 16. 改变标题为“ LS 4 - High Power Operation - 900 seconds”, 指定结束时间为900秒，求解载荷步。 17. 改变标题为“ LS 5 - High Power Operation - Steady State”, 指定结束时间为1000秒，关闭自动时间步 (AUTOTS), 指定该载荷步为一个子步 (NSUB), 关闭时间积分 (TIMINT) 并求解载荷步。
3
注:要知道特殊命令的用法和菜单项，请使用HELP命令。
W4-4
例题 4 - 求解(续)
5. 施加热流在线上如前图 (SFL)。 6. 直接在平面效果单元上施加对流载荷。介质温度空白(SFE)。
7. 附加节点温度为50C (D)。 8. 使用符号检验所有施加的载荷 (/PBC, /PSF, /PBF)。 9. 所有实体每个时间步的所有求解结果写入结果文件 (OUTRES)。 10. 使用平均单元长度(d)0.015 m，和平均质量材料特性，由传导计算合理的起始积分时间步长(DT) :
q* = 1500 W/m2
Symmetry
详细说明: 1. 指定工作文件名为“transient” 并从例题2 的 “transistor.db”中读入模型。检查比热和密度材料特性存在 (MPLIST)。 2. 进入求解器并指定为瞬态分析(ANTYPE) ，使用full 方法(TRNOPT) ，自动迭代求解器精度级别为5 (EQSLV)。 (注: 工况要满足全局传导矩
DT
Density Specific Thermal 3 (Kg/m ) Heat (J/Kg/C) Cond. (W /m/C) Transistor 3500 500 50 Isolator 8900 385 393 Heat Sink 2700 963 156 Mass Averaged 3254.8 871.7 163.3
W4-9
例题 4 - 后处理
23. “Select Everything” (ALLSEL)然后读入载荷步 4的结果序列 (t=900 秒)。生成响应结果列表 (PRRSOL)并将附加节点上响应热流速率与例题2 中计算的高频率稳态值相比较。我们达到要求了吗? 24. 进入时间历程后处理器，定义下列参数 (TIME 定义为参数1): – 最大温度节点的温度 (NSOL) – 时间步长 (SOLU) – 一阶响应特征值 (SOLU)
d
2
where ,
K
c
0 . 25
Material Properties
W4-5
例题 4 - 求解(续)
11. 指定载荷步1的结束时间为 (TIME)并让自动时间步选为 “Program Chosen” (AUTOTS)。指定初始时间步长为前面计算的数值，最小时间步长为初始值/4, 最大时间步长为60秒 (DELTIM)。我们不需要时间步太长，因为在每个时间点载荷变化很大。载荷应是渐进的 (KBC)。 12. 考虑到兼顾准确性和稳定性，一阶瞬态积分参数设置为THETA = 0.75。设置振动极限limit OSLM = 0.5公差TOL=0.1 (TINTP)。 13. 以文件名“tabular.db” 存储数据库(下一个练习会用到)。输入标题 “LS 1 Transistor Activation - 1 second” (/TITLE), 存储数据库为jobname.db, 并求解当前载荷步 (SOLVE)。 14. 改变标题为 “ LS 2 - Low Power Operation - 300 seconds”,指定结束时间为300 秒 (TIME), 再次求解。
阵快速求解自动装配。)
冷却叶片的集中对流:
Low: h = 30 W/m2/C, T = 50 C High: h = 51 W/m2/C, T = 50 C
3. 4.
指定均匀初始温度为50 C (TUNIF)。施加低功率(10 W)热生成载荷(BFA):
q P V 10 W (.02m .0075m .025m) 2 , 666 , 667 W m
例题 4
晶体管瞬态热分析
问题描述: 使用例题2中建立的晶体管模型，进行瞬态分析得到系统温度升高时晶体管的瞬态行为。确认设计要求是否满足。设计要求:
1. 系统在高功率操作15分钟后要达到稳态。
Copper isolator Transistor Aluminum heat sink
plane of symmetry
Load Magnitude
Heat Generation
Convection
300 302 900 SS 1
• 使用手工计算作检验。 • 后处理瞬态结果。
Heat Flux
S S

晶体管能量耗散:
10 W - 低功率, 20 W -高功率
热流用于模拟其它设备的辐射:
T ( t ) T b 1 e where ,
t /

q * A H q

Vc
hA C
b
Vc