低压差线性稳压器（LDO）虽然具有成本低、电源质量高的优点，但同时也会带来功耗和发热问题。在高输入输出压差、大负载的应用场景中，这一问题会更加突出，进而影响 LDO 的工作稳定性和使用寿命。因此，对 LDO 的热性能进行合理评估显得尤为重要。
　　散热方式
　　与其他功率器件一样，LDO 通过对流方式散发芯片内部产生的热量，散热速率由系统固有的热阻决定。通常情况下，对流散热主要取决于结到环境的热阻（RθJA）。除了对流散热，LDO 还会通过传导散热，热量主要经封装与电路板直接接触的部分导出。为了降低 RθJA，一般会采用散热器、强制风冷等方式，但这些方案不可避免地会增加系统的体积和成本。此外，还可以通过优化 PCB 布局、提升热界面设计来增强热性能，从而显著提高传导散热效率。

　　

　　LDO 功耗计算
　　LDO 的功耗计算可以采用简洁的解析方法。为 LDO 提供的输入电流（Iin）会流经两条不同的支路：一条通过调整管流向输出端（Iout），另一条则通过内部偏置电路流向地（Ignd）。根据能量守恒原理，总输入功率必须等于总输出功率。因此，LDO 的输入功率等于输出到负载的功率与稳压器自身耗散功率之和。LDO 的功耗可表示为：Ploss = Pin?Pout = Vin×（Iout + Ignd）?Vout×Iout。
　　以 NEX90530BPA - Q100（HTSSOP8 封装、300 mA、40 V 超低静态电流低压差线性稳压器）为例。假设输入电压 Vin = 13.5 V，输出电压 Vout = 5 V (±1.5%)，输出电流 Iout = 300 mA；根据数据手册，该工况下静态电流 Ignd = 1350 μA。那么可以算得功耗为：Ploss = 13.5 V × (300 + 1.35) mA – 5.075 × 300 mA = 2.545725 W。

　　

　　利用热阻估算结温
　　所有安世半导体产品都会提供每款芯片的详细热阻参数。热阻受多种因素影响，例如芯片尺寸、芯片贴装工艺、封装形式、PCB 布局以及铜箔厚度等。因此，通常依据 JEDEC 标准，通过仿真方式给出热阻参数。热阻参数种类较多，其中 RθJA、RθJB 和 RθJC 是应用广泛的参数，可帮助工程师进行热设计与热管理。
　　热量从芯片结区散发至封装外壳，芯片裸片与上外壳之间的热阻为 RθJC。同时，热量也可通过引线框架、芯片贴装层及焊膏从裸片向下传导至 PCB，RθJB 表示裸片与 PCB 之间的热阻。此外，热量会通过多条不同路径从芯片结区传递到空气中，RθJA 是综合所有散热路径的等效热阻，包括通过封装的对流散热、通过 PCB 的传导散热以及外露表面的辐射散热。
　　由于热阻与 PCB 高度相关，直接使用数据手册提供的热阻计算温升可能存在误差，因为手册中的热阻是基于 JEDEC 标准仿真板得到的，与实际应用的系统板存在较大差异。实际上，这些热阻主要用于对比评估不同器件的热性能，而非直接用于计算实际温升。
　　在实际应用中，通常会逐工况实测热阻 RθJA，通过芯片的温差与功耗之比计算得出，公式为：RθJA (℃/W) = T / Ploss。
　　继续以 NEX90530BPA - Q100 为例，评估板（EVM）采用双层设计（60 mm × 40 mm），铜箔厚度为 2oz，总散热面积约 3900 mm?；芯片下方顶层的散热焊盘通过 5 个过孔与底层相连，以提升导热效率。首先，通过增大电压差或负载电流来提高器件的功耗，使其恰好进入热关断保护状态，此时可认为芯片结温达到 175 °C。

　　

　　当输入电压 Vin = 17.6 V、输出电压 Vout = 5 V、负载电流 300 mA 时，NEX90530BPA - Q100 触发热关断保护，此时功耗 Ploss = 3.80376 W。利用公式可计算得到热阻 RθJA，其中 ?T = 175 °C – 25 °C = 150 °C，因此 RθJA = 39.43 °C/W。为验证该结果，使用 T3ster 热阻测试仪按照 JEDEC 标准重新测试，得到热阻 RθJA = 38.9 °C/W，与实测结果接近。随后可利用该 RθJA 估算芯片在不同温度下的带载能力。例如，若要评估环境温度 TA = 125 °C 时 NEX90530BPA - Q100 可承受的负载大小，可设定结温 TJ = 150 °C（数据手册中给出的工作结温），通过公式计算得到允许功耗为 0.634 W。当输入电压 Vin = 13.5 V、环境温度 TA = 125 °C 时，输出电流 IOUT_MAX ≈ 74.5 mA。
　　然而，在某些情况下，热阻并非用于计算散热的参数，因为热阻的定义为温差除以对应支路的功耗。为了更好地评估热性能，采用热特性参数 ΨJT（亦记作 Psi - JT）来量化器件结温与封装上表面中心温度的温差和器件总功耗之间的比值，表达式为：ψJT (℃/W) = (TJ?TC) / Ploss。
　　我们可以利用 ΨJT 计算壳温，也可以通过 ΨJT 与壳温来评估结温 TJ。仍以 NEX90530BPA - Q100 为例，假设环境温度 TA = 25 °C，输入电压 Vin = 13.5 V，输出电压 Vout = 5 V，输出电流 Iout = 300 mA，通过公式可计算得出功耗 Ploss = 2.545725 W。然后根据公式，结温 TJ 与环境温度 TA 的温差为 100.37 °C，即 TJ = 125.37 °C。再利用仿真得到的 ΨJT = 5 °C/W，可计算得出壳温 TC = 112.64 °C。实测结果表明计算值与测试结果非常接近。我们也可以通过壳温 TC 计算结温 TJ。在相同条件下，若测得壳温 TC 为 113°C，并计算得出功耗 Ploss = 2.545725 W，可通过公式得到结温 TJ，即 TJ = ΨJT×Ploss + TC = 125.72 °C。