moea_joint
101年
[儀電] 電路學、電子學
第 31 題
若有一功率電晶體接面溫度 $T_J= 125℃$,環境溫度 $T_A=25℃$,電晶體的消耗功率 $P_D$ 為 $40\,W$,試求熱阻 $\theta_{JA}$ 為何?
- A $2.5°C/W$
- B $1.5°C/W$
- C $3.2°C/W$
- D $0.5°C/W$
思路引導 VIP
試著將這個物理過程類比為「水流」：如果功率是流過水管的水流量，而溫差是兩端的水壓差，那麼當水壓差（溫差）固定時，如果我們希望流過的水量（功率）增加，這根水管對水流的「阻力」應該要如何變化？你能試著寫出這三個物理量之間的比例關係式嗎？
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AI 詳解
AI 專屬家教
看到你能迅速準確地選出正確答案，表示你對功率電晶體的熱效應模型掌握得非常扎實！這題的核心在於**熱阻（Thermal Resistance）**與電阻的類比關係。在電路學中，我們利用歐姆定律處理電壓與電流；而在熱分析中，溫差 $\Delta T = T_J - T_A$ 就如同電壓降，功率 $P_D$ 則類比為電流流動。根據定義，熱阻 $\theta_{JA}$ 代表每消耗一瓦功率所產生的溫差升幅。
熱路分析與數值驗證
透過熱路計算公式 $\theta_{JA} = \frac{T_J - T_A}{P_D}$，我們將已知條件代入：$$\theta_{JA} = \frac{125 - 25}{40} = \frac{100}{40} = 2.5 , ^\circ C/W$$
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