2. Расчет площади радиатора мощных транзисторов

Повышение температуры окружающей среды вызывает существенное изменение основных параметров и эксплуатационных характеристик транзистора; снижаются значения допустимой рассеиваемой мощности и предельные значения напряжения на электродах, возрастают обратные токи и снижается коэффициент передачи тока.

При сравнительно небольшой рассеиваемой мощности транзистор может использоваться без радиатора, если выполняется следующее условие:

где - мощность, рассеиваемая на коллекторе транзистора,

P_{к max} - максимальная мощность, рассеиваемая транзистором без теплоотвода, Т_п - максимальная температура коллекторного перехода в условиях эксплуатации, Т_с – максимально возможная температура окружающей среды, R_Т - тепловое сопротивление между кристаллом транзистора и окружающей среды [град/Вт] - справочный параметр

При > P_{к max} необходимо использовать теплоотводящий радиатор. не должно превышать P_{к max} - справочный параметр транзистора.

Радиаторы выполняются из пластин меди или алюминия толщиной 3-8 мм, либо в виде ребристых структур различной конфигурации из тех же материалов.

Расчет площади радиатора ведется следующим образом:

1. По вычисленной при электрическом расчете усилителя величине находится требуемая величина теплового сопротивления переход - среда :

2. Определяется максимально допустимое тепловое сопротивление корпус – среда :

где R_пк - тепловое сопротивление переход – корпус транзистора, которое берется из справочника или рассчитывается по следующей формуле:

.

3. Рассчитывается площадь радиатора S при естественном охлаждении:

Для улучшения теплоотдачи плоскости радиатора стараются разложить вертикально и чернят для улучшения теплопроводности. При необходимости можно использовать охлаждение с помощью вентилятора.

Расчет площади радиатора мощных транзисторов произведен в программе MathCAD и приведен в приложении 2.

Реферат по курсовому проекту

Работа была посвящена расчету усилителя мощности, первый каскад которого выполнен на операционном усилителе (ОУ), а второй каскад на базе мощных транзисторов. ОУ несет в себе функцию усиления напряжения, а мощные транзисторы выходного каскада обеспечивают получение заданной мощности в нагрузке.

Поскольку, выбранная схема усилителя мощности является двухтактной ,то усиление сигнала происходит за два такта. В течение одного полупериода входного сигнала усиление осуществляется одним транзистором, другой транзистор в течение этого полупериода или его части закрыт. При следующем полупериоде входного сигнала усиление осуществляется вторым транзистором, а первый при этом закрыт.

Так же нельзя не отметить такие преимущества данной схемы, как:

высокий КПД; высокая температурная стабильность; малый коэффициент асимметрии и другие. Тем не менее, есть минусы, такие как: нелинейные искажения; трудности подбора комплементарных пар транзисторов.