Динамо-машины  Конструкции радиаторов, полупроводниковые диоды 

[ 1 ] 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16

конструкции радиаторов

Полупроводниковые диоды и транзисторы находят широкое применение в различной электронной аппаратуре. Малые размеры, высокий к.п.д. и большой срок службы определяют интерес радиолюбителей к полупроводниковым приборам. Однако полупроводниковые приборы обладают и недостатками, одним из которых является зависимость их параметров от температуры. Эту зависимость необходимо учитывать при конструировании аппаратуры. Поэтому радиолюбитель-конструктор должен уметь оценивать не только электрические, но и тепловые режимы полупроводниковых приборов в аппаратуре.

Часто отказы полупроводниковых приборов происходят в результате теплового пробоя. Тепловой пробой возникает при плохих условиях отвода тепла, выделяющегося в полупроводниковом приборе. Отдача тепла в окружающую среду должна быть возможно более эффективной. Это является одним из важнейших условий стабильной и надежной работы устройств, в которых применяются полупроводниковые приборы.

Для создания условий равновесия между выделением тепла и его отводом применяются различные теплоотводы. Наиболее простыми и в то же время эффективными теплоотводами являются радиаторы, представляющие собой металлические конструкции, искусственно увеличивающие поверхность охлаждения полупроводникового прибора, тем самым улучшая отвод тепла.

Настоящая брошюра содержит материал по расчету и конструированию некоторых типов радиаторов; приводится приближенный метод расчета радиаторов, дающий вполне удовлетворительные результаты.

Помещенные в брошюре графики и таблицы упростят расчеты радиаторов и сократят вероятность ошибок при расчетах. Практические примеры расчетов, помещенные в приложении, помогут лучше ориентироваться в расчетном материале.

Описанные в брошюре конструкции радиаторов доступны для изготовления радиолюбителям, имеющим некоторый навык в обработке металлов. Изложенные методы изготовления радиаторов не являются лучшими, но простота изготовления и использование подручных материалов и инструментов делают их доступными широкому кругу радиолюбителей.

В приложении приводятся размеры пластинчатых и ребристых радиаторов для некоторых широко применяемых транзисторов и типичных мощностей рассеяния. Эти сведения в отдельных случаях помогут выбрать тип и размеры радиаторов, не прибегая к расчетам.

Автор.

Условные обозначения

t - температура, deg;С;

tie- температура корпуса полупроводникового прибора, deg;С;

- температура перехода полупроводникового прибора, deg;С; tc- температура окружающей среды, deg;С; im- среднеарифметическая температура, deg;С; ts - средняя температура поверхности радиатора, deg;С; Р - тепловая или электрическая мощность, вт; макс - максимальная мощность, вт, мет;

Рл~ мощность, рассеиваемая излучением, вт; laquo;к- коэффициент теплоотдачи конвекцией, вт/(м2- deg;С); laquo;л- коэффициент теплоотдачи лучеиспусканием, втКм deg;С); 1- общий коэффициент теплоотдачи, вт/(м2- deg;С); Ru. с - тепловое сопротивление переход - окружающая среда, deg;С/вт;

Rn. к - тепловое сопротивление переход - корпус, deg;С/вт; Rk. с- тепловое сопротивление корпус-окружающая среда, deg;С{вт; /?к. р- тепловое сопротивление корпус-радиатор, deg;С/вт; Rp. с - тепловое сопротивление радиатор - окружающая среда, deg;С/вт;

S - площадь, м, см; Slip- площадь поверхности теплообмена полупроводникового прибора, м, см; 5р- площадь радиатора, м, см;

9к. р - разность температур между корпусом полупроводникового прибора и радиатором, deg;С; вр. с- разность температур между радиатором и окружающей средой, deg;С; е - степень черноты; Ф- коэффициент облученности; X - коэффициент теплопроводности, вт/ {м С).

Глава первая

ТЕПЛОВОЙ РЕЖИМ ПОЛУПРОВОДНИКОВЫХ ПРИБОРОВ

Конструкции полупроводниковых диодов и транзисторов

Для рассмотрения особенностей конструкций полупроводниковых приборов транзисторы и полупроводниковые диоды можно условно разделить на две группы: мощные и маломощные. Полупроводниковые приборы средней мощности можно отнести к группе мощных, так как их конструкции во многом сходны.

Детальное рассмотрение основных, наиболее распространенных конструкций полупроводниковых приборов необходимо для правильного выбора конструкции радиатора, способа крепления и т. п.

На рис. 1 изображены некоторые типы выпрямительных полупроводниковых диодов. На рис. 1, а показана конструкция сплавно-

Рис. I. Конструкции выпрямительных диодов. а-маломощного; б-мощного.

го маломощного кремниевого диода. Переход этого диода образуется вплавлением алюминия в кремний. Пластинка кремния с переходом 2 с помощью припоя припаивается к кристаллодержателю 4,