skany051

3

6.2. Rezystancja termiczna diody

6.2.1. Definicje podstawowe

Jednym z głównych czynników decydujących o poprawnej i niezawodnej pracy złącza p-n są jego parametry termiczne oraz temperatura otoczenia. Najbardziej istotna jest dopuszczalna temperatura złącza 7), która określa maksymalną moc P_nm, jaka może być bezpiecznie rozproszona - bez narażenia na przebicie cieplne złącza.

Ciepło powstaje przy przepływie prądu przez złącze i musi zostać odprowadzone na zewnątrz. Jest ono przekazywane przez obudowę i radiator do otoczenia w procesach przewodnictwa termicznego, konwekcji i promieniowania. Sprawność przekazywania ciepła do otoczenia o temperaturze T₀ - zwykle powietrza - odbierającego i rozpraszającego ciepło jest określona rezystancją termiczną poszczególnych elementów konstrukcyjnych przyrządu półprzewodnikowego na drodze strumienia cieplnego o mocy P:

Tj~

T.

(6.11)

Gdzie T_p może oznaczać także temperaturę wybranej powierzchni obudowy lub temperaturę otoczenia, która nie zmienia się mimo wydzielania ciepła w warstwie źródła; można ją zatem traktować jako temperaturę odniesienia. Rezystancja termiczna jest wielkością addytywną. Możemy więc ją rozdzielić na rezystancję termiczną pomiędzy złączem a obudową oraz rezystancję termiczną pomiędzy obudową (radiatorem) a otoczeniem

„ _ ^rJ-T.^+r'-^r. (⁷;-d,(⁷>ć>

1-,1-a    p    p    p

Rtj-c + Kr,

(6.12)

Wartość R_{r hc} określona jest warunkami przewodnictwa termicznego poprzez poszczególne warstwy i elementy konstrukcyjne (pomiędzy złączem a obudową), zaś R_rc.„ głównie warunkami konwekcji ciepła do otaczającego powietrza.

io

6.2.2. Parametryczna metoda wyznaczania rezystancji termicznej.

Idea parametrycznej metody wyznaczania rezystancji termicznej wynika z zachowania się izotermicznych charakterystyk diody w różnych temperaturach i_D=^:i_D(uD,Tj) w zakresie przebicia lawinowego (rys. 6.1.).

Rys.6.1. Izotermiczne charakterystyki przebicia lawinowego diody w różnych temperaturach (linia przerywana ...) oraz przebieg stacjonarnej | charakterystyki uzyskanej w warunkach równowagi z otoczeniem o temperaturze T_a (linia ciągła—).