Мощность, рассеиваемая на транзисторе
Важным параметром мощных транзисторов является максимальная мощность рассеивания РРАСС. Это та мощность, которая в транзисторе превращается в тепло: РРАСС = UКЭIК + UБЭIБ ≈ UКЭIК . (5.10) Из (5.10) следует, что мощность в транзисторе выделяется в основном на коллекторном переходе. Температура pn – перехода не должна превышать определённого значения tПЕР. В паспорте на транзистор указывается РРАСС при температуре корпуса транзистора tК = 25 0 С. Если tК > 25 0 С, то РРАСС должна быть уменьшена, иначе tПЕР превысит допустимое значение и транзистор выйдет из строя (сгорит). Типовые значения tПЕР: · у германиевых транзисторов tПЕР ≤ + 90 0 С; · у кремниевых транзисторов tПЕР ≤ + 175 0 С. В транзисторе pn-переход теплее корпуса на ∆ tК-П : ∆ tК-П = R К-ПּРРАСС , где RК-П – тепловое сопротивление между pn-переходом и корпусом транзистора, Кельвин/Вт. Для отвода тепла транзистор обычно устанавливается на радиатор охлаждения. Корпус транзистора теплее радиатора на ∆ tР-К : ∆ tР-К = R Р-КּРРАСС , где RР-К – тепловое сопротивление между корпусом транзистора и радиатором охлаждения. Радиатор охлаждения теплее окружающей среды на ∆ tС-Р : ∆ tС-Р = R С-РּРРАСС , где R С-Р – тепловое сопротивление между радиатором и окружающей средой. Таким образом, pn-переход теплее окружающей среды на ∆ tС-П : ∆ tС-П = (R К-П + R Р-К + R С-Р)ּРРАСС = РДОП ּ∑ R t . Отсюда: РДОП = (tС – tП ) / ∑ R t . (5.11) Чтобы увеличить РДОП , нужно уменьшить суммарное тепловое сопротивление ∑ R t , то есть уменьшить каждое слагаемое ∑ R t . Для уменьшения (практически, до нуля) теплового сопротивления RК-П между pn-переходом и корпусом коллекторную часть кристалла припаивают непосредственно к корпусу транзистора. У мощных транзисторов выводы эмиттера и базы проходят через изоляторы, вывод коллектора припаян к корпусу. Для уменьшения теплового сопротивления RР-К между корпусом транзистора и радиатором охлаждения применяют следующие меры: · если можно допустить, чтобы радиатор находился под потенциалом коллектора, то соприкасающиеся поверхности корпуса транзистора и радиатора полируют, плотно прижимают и стягивают болтами; · если радиатор должен быть электрически изолирован от коллектора, то используют тонкую слюдяную прокладку, имеющую высокое электрическое сопротивление и хорошую теплопроводность (малое тепловое сопротивление); · для лучшего теплового контакта иногда применяют изолирующую теплопроводящую пасту. Для уменьшения теплового сопротивления RС-Р между радиатором и окружающей средой применяют следующие меры: · радиатор должен иметь большую теплоизлучающую поверхность SРАД (пример зависимости SРАД от РРАСС дан на рис. 5.17). Без радиатора охлаждения РРАСС не превышает (1…4) Вт;
· для большего теплоизлучения радиатор должен иметь чёрный цвет; · для увеличения SРАД у радиаторов делают «рёбра» или штыри. Оптимальное конструирование радиаторов охлаждения и их расположение в аппаратуре – сложная теплофизическая задача. В ряде случаев радиаторы располагают вне корпуса аппаратуры, иногда закрывая их защитным кожухом; · в большинстве случаев радиаторы рассчитаны на естественную конвекцию воздуха. Но применение обдува (вентиляторов) позволяет снизить R С-Р и соответственно повысить РРАСС (рис. 5. 18).
· для охлаждения pn-перехода транзистора или, например, полупроводникового лазера иногда используются микрохолодильники, использующие эффект Пельтье – охлаждение точки спая металла и полупроводника (теллурид висмута) при прохождении тока в определенном направлении.
Задача увеличения допустимой РРАСС касается не только мощных транзисторов, но и мощных полупроводниковых диодов, микросхем, лазеров и других радиоэлементов, выделяющих тепло.
Глава 6. Операционные усилители и устройства На их основе
Популярное: Как вы ведете себя при стрессе?: Вы можете самостоятельно управлять стрессом! Каждый из нас имеет право и возможность уменьшить его воздействие на нас... Как построить свою речь (словесное оформление):
При подготовке публичного выступления перед оратором возникает вопрос, как лучше словесно оформить свою... Как выбрать специалиста по управлению гостиницей: Понятно, что управление гостиницей невозможно без специальных знаний. Соответственно, важна квалификация... ©2015-2024 megaobuchalka.ru Все материалы представленные на сайте исключительно с целью ознакомления читателями и не преследуют коммерческих целей или нарушение авторских прав. (13125)
|
Почему 1285321 студент выбрали МегаОбучалку... Система поиска информации Мобильная версия сайта Удобная навигация Нет шокирующей рекламы |