0035

a

b

c

Rys. 6.38. Rozpraszacze ciepła dla tranzystorów w obudowach TO 5

a) R_Tr-9 - 45°C/W, b) R_Tr._s =* 90°C/W, c) R_Tr._s = 55°C/W

T_z = f (P_w) — temperatura złącza elementu

półprzewodnikowego mocowanego na rozpraszaczu w funkcji wydzielanej mocy,

AT =/(P) — różnica temperatur złącza

i otoczenia w funkcji wydzielanej mocy

oraz wzajemne kombinacje wymienionych charakterystyk.

Dla rozpraszaczy małych mocy najczęściej podawana jest oporność cieplna Rtt-s przy temperaturze otoczenia 25°C w warunkach unoszenia swobodnego. Korzystanie z charakterystyk i danych zawartych w katalogach daje w praktyce w pełni zadawalające rezultaty. Na rysunku 6.38 przedstawiono przykłady rozwiązań konstrukcyjnych rozpraszaczy ciepła dla tranzystorów małych mocy w najczęściej stosowanych obudowach typu TO 5, a na rys. 6.39 wykonane z blachy z brązu berylowego rozpraszacze dla tranzystorów w obudowach TO 5 i TO 18. Jak wynika z przedstawionych charakterystyk cieplnych, rozpraszacze te mają niemalże taką samą wydajność dla położenia pionowego i poziomego, a ich szczególną zaletą jest to, że mogą być montowane na obudowach znacznie różniących się średnicami.

Dla układów scalonych w obudowach Dual in Linę stosuje się rozpraszacze cięte z kształtowników aluminiowych (rys. 6.40) lub wycinane i krępowane z blachy aluminiowej (rys. 6.41). W tym ostatnim przykładzie dla dopuszczalnego przyrostu temperatury równego 40°C, moc rozpraszacza w warunkach unoszenia wymuszonego wynosi 1,2 W, przy unoszeniu swobodnym 0,75 W, a układ scalony bez rozpraszacza mógłby wydzielić tylko moc 0,45 W.

W przypadku elementów półprzewodnikowych średnich i dużych mocy, rozpraszacze ciepła wykonywane są najczęściej (mały koszt) z kształtowników aluminiowych, których kilkaset profilów jest produkowanych przez wiele firm. Kształtowniki takie tnie się na odcinki mające określoną oporność cieplną. Na rysunku 6.42 przedstawiono sposób wyznaczania długości rozpraszaczy ciepła z czterech profilów aluminiowych.

Na szczególne zalecenie zasługują rozpraszacze ciepła dla tranzystorów dużych mocy przedstawione na rys. 6.43. Rozpraszacze te charakteryzują się bardzo dobrym stosunkiem rozpraszanej mocy do wymiarów i ciężaru.

Odrębnego podejścia wymaga dobór rozpraszaczy dla diod i tyrystorów dużej mocy. Ponieważ niemal wszystkie firmy wytwarzające elementy półprzewodnikowe tego samego typu wytwarzają je w identycznych, znormalizowanych obudowach, więc powstała także możliwość zunifikowania dla nich urządzeń odprowadzających ciepło. Realizację tego widać w przypadku indywidualnych rozpraszaczy dla diod średnich i dużych mocy. Szereg firm produkuje pod różnymi oznaczeniami identyczne rozpraszacze. Ich wymiary geometryczne, charakterystyki cieplne i zasadę doboru przedstawiają rys. 6.44 i 6.45.

209

6.3. WYKORZYSTANIE POWIETRZA DO ODPROWADZANIA CIEPŁA