La resistenza termica è il termine che esprime la maggior o minore difficoltà che incontra il calore per fluire da un corpo all'altro. Da un punto di vista analitico la resistenza termica tra due punti di un sistema conduttore è direttamente proporzionale alla differenza di temperatura ed inversamente alla potenza da dissipare:

J12 = (T1 - T2) / Pd  

J12:        resistenza termica (°C/W)

T1- T2:   differenza di temperatura (°C)

Pd:       potenza da dissipare (W) 

Per comprendere meglio il processo di interscambio di calore tra due punti,si può paragonare il circuito termico ad un circuito elettrico con varie resistenze in serie. Ciascuna di esse indica le diverse resistenze termiche attraverso cui il calore deve passare per raggiungere l'ambiente. Questa similitudine è valida solo quando il corpo è in equilibrio termico (flusso di calore costante).

Nel caso di un semiconduttore, le diverse resistenze termiche rappresentate sono: la resistenza termica del chip verso il contenitore con temperatura Tj, la resistenza termica tra il contenitore e il dissipatore con temperatura Tc ed infine la resistenza termica tra il dissipatore e l'ambiente con temperatura Ts. La resistenza termica chip-contenitore viene specificata dal costruttore nei data sheet. e dipende dal materiale, dalle dimensioni e dalla forma del contenitore (T03, T0220, ecc.), dalle dimensioni e dallo spessore del chip, e dalla qualità della saldatura dei fili e dei terminali di uscita.La resistenza termica dipende fondamentalmente dal montaggio dell'elemento semiconduttore sul dissipatore, dall'area della superficie di contatto, e dal tipo di materiale utilizzato. Naturalmente, varia notevolmente se si utilizza pasta al silicone e mica isolante. La minor resistenza termica si ottiene con un contatto diretto, con pasta al silicone, e con una pressione di contatto adeguata. La resistenza termica dissipatore-ambiente dipende dalla qualità del dissipatore, e dalle condizioni ambientali: quest'ultima infatti risulta essere influenzata dai fenomeni combinati di convenzione ed irraggiamento.Il raffreddamento del semiconduttore e necessario per mantenere la temperatura della giunzione Tj max al di sotto dei limiti ammissibili, pena la distruzione del semiconduttore. Tj si può calcolare conoscendo le condizioni operative.

Jja = Jjc + Jcs + Jsa

Jja = (Tj - Ta) / Pd;         Tj = Ta + PdJja

• Jja: resistenza termica giunzione - ambiente
• Jjc: resistenza termica giunzione - contenitore
• Jcs: resistenza termica contenitore - dissipatore
• Jsa: resistenza termica dissipatore - ambiente

Per sapere se è obbligatoriamente necessario utilizzare un dissipatore è necessario calcolare la resistenza termica totale giunzione - ambiente con i dati operativi; se questa è maggiore di quella indicata dal costruttore non è necessario usarlo, se invece la resistenza termica ottenuta è minore, il dissipatore è assolutamente indispensabile !!! La potenza dissipata per effetto Joule da un transistor è pari al prodotto tensione emettitore - collettore per la corrente di collettore:

Pd =  Vec Ic

Jja(tot) = (Tjmax - Ta) / (Vec Ic)

se Jja(tot) > Jja non è necessario il dissipatore;

se Jjc < Jja(tot) <  Jja è necessario il dissipatore;