Динамо-машины  Конструкции радиаторов, полупроводниковые диоды 

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

Рис. 10. Коэффициенты облученности взаимно перпендикулярных прямоугольников с общей гранью.

Для внутренних поверхностей ребристого радиатора b

b + 2l,

где b - расстояние между ребрами; h - высота ребра.

Общий коэффициент теплоотдачи а включает в себя конвективный и лучистый коэффициенты и равен

Для внутренних поверхностей ребристого радиатора коэффициент теплоотдачи определяется для каждой i-vi поверхности из соотношения

laquo; = laquo;к j 9/ + ts-c I

qi =

ts- средняя температура поверхности радиатора.

Тепловые сопротивления

Тепловое сопротивление полупроводникового прибора является количественной характеристикой, показывающей, насколько затруднено рассеивание тепла, выделяющегося в нем при работе. Математически тепловое сопротивление показывает, на сколько градусов повышается температура полупроводника в области перехода при увеличении рассеиваемой на нем мощности на 1 вт (или 1 мет).

На рис. 11 представлена тепловая модель транзистора (или любого другого полупроводникового прибора), установленного на ради-

atope. Здесь /п. -температуры перехода н среды; Р - мощность, выделяемая в приборе; Rn. к, /?к. с, R: р, Rp. с -соответственно тепловые сопротивления переход - корпус, корпус-среда, корпус-радиатор и радиатор - среда.

Транзисторы, работающие без теплоотводов, характеризуются тепловым сопротивлением между областью электронно-дырочного перехода в кристалле полупроводитса и окружающей средой Rn.c. Это тепю-вое сопротшвление зависит от конструкции транзистора и может быть вычислено по формуле

Rn. с = Rn. к -- Rk. с.

Значения теплового сопротивления /п.кдля некоторых типов полупроводниковых приборов приведены г. табл. 6.

При налич[}п радиатора тепловое сопротивление между корпусом и окружающей средой равно

Рис. П. Тепловая модель полупроводникового прибора, устаповленпого па радиаторе.

Rk. с. общ -

/?к. с(/?к,р1 Rp.c) Rk.c + Rk.p Rp. с

Тепловое сопротивление корпус-радиатор Rk. р зависит от качества теплового контакта между транзистором и радиатором. При плотном прилегании транзистора к поверхности радиатора тепловое сопротивление мало п находится в пределах (0,5-1,0) С/вт.

При использовании между корпусом полупроводникового прибора и радиатором изолирующей прокладки следует учитывать ее влияние на тепловое сопротивление R к. р. Так, для слюды толщиной 0.06; 0,14 и 0.41 лш тепловое сопротивление Ru.p равно 1,6; 2,0 и 2,7 deg;С/вг соответственно. Для лавсановых прокладок величина У?к. р лежит в пределах (0,6-г-1,0) deg;С/вг.

Тепловое сопротивление радиатор-окружающая среда Rp. с зависит главным образом от величины радиатора и качества обработки его поверхности.

Поверхность радиатора практически всегда значительно больше поверхности полупроводникового прибора, поэтому можно считать Rk. с gt; (Rk.p + Rp. с). Тогда Rk. с. обш.~/?к. рЧ-р. и общее тепловое сопротивление между переходом и окружающей средой определяется следующим образом:

Rn. с. общ ~ .п. к + Rk. р + Rp. с.

Тепловые сопротивления между поверхностью корпуса или радиатора и окружаюи1еп средой определяются из следующих уравне-нпй:

и /?р. с=

Таблица 6

Значения теплового сопротивления Rn. к для некоторых полупроводниковых приборов

где Snp - полная поверхность прибора, м; Sp -поверхность радиатора, Ai; а - коэффициент теплоотдачи, er/(j)i2- deg;C).

Зависимость температуры перехода полупроводникового прибора при заданных рассеиваемой мощности и температуре окружающей среды от тепловых сопротивлений определяется по формуле

п = + P{Ru.K + Rk.c).

Глава вторая РАСЧЕТ РАДИАТОРОВ Общие сведения

Существует несколько типов радиаторов для полупроводниковых приборов (рис. 12). Из них наибольшее распространение получили пластинчатые, ребристые и штырьковые.

Наиболее простым радиатором является пластинчатый, представляющий собой прямоугольную или круглую металлическую пластину толщиной от 1 до 8 мм (рис. 12, а). Пластинчатые радиаторы