Skip to main content
LibreTexts - Ukrayinska

8.5: Інтерпретація даних силового транзистора

  1. Last updated
  2. Save as PDF
  • Page ID
    30884

    • \( \newcommand{\vecs}[1]{\overset { \scriptstyle \rightharpoonup} {\mathbf{#1}} } \) \( \newcommand{\vecd}[1]{\overset{-\!-\!\rightharpoonup}{\vphantom{a}\smash {#1}}} \)\(\newcommand{\id}{\mathrm{id}}\) \( \newcommand{\Span}{\mathrm{span}}\) \( \newcommand{\kernel}{\mathrm{null}\,}\) \( \newcommand{\range}{\mathrm{range}\,}\) \( \newcommand{\RealPart}{\mathrm{Re}}\) \( \newcommand{\ImaginaryPart}{\mathrm{Im}}\) \( \newcommand{\Argument}{\mathrm{Arg}}\) \( \newcommand{\norm}[1]{\| #1 \|}\) \( \newcommand{\inner}[2]{\langle #1, #2 \rangle}\) \( \newcommand{\Span}{\mathrm{span}}\) \(\newcommand{\id}{\mathrm{id}}\) \( \newcommand{\Span}{\mathrm{span}}\) \( \newcommand{\kernel}{\mathrm{null}\,}\) \( \newcommand{\range}{\mathrm{range}\,}\) \( \newcommand{\RealPart}{\mathrm{Re}}\) \( \newcommand{\ImaginaryPart}{\mathrm{Im}}\) \( \newcommand{\Argument}{\mathrm{Arg}}\) \( \newcommand{\norm}[1]{\| #1 \|}\) \( \newcommand{\inner}[2]{\langle #1, #2 \rangle}\) \( \newcommand{\Span}{\mathrm{span}}\)

    Лист даних для популярного силового транзистора NPN, 2N3055, показаний на малюнку\(\PageIndex{1}\). Дана модель випускається від декількох різних виробників. Через високу розсіювання потужності пластиковий корпус TO-92, який використовується для невеликих сигнальних пристроїв, не підходить. Замість цього пристрою використовується суцільнометалевий корпус ТО-3. Під максимальними номіналами ми знаходимо, що пристрій має максимальну розсіювану потужність 115 Вт при температурі корпусу 25\(^{\circ}\) С, максимальний струм колектора 15 А та максимальну напругу колектор-випромінювач 60 В. Очевидно, пристрій не витримує одночасно максимального струму та напруги.

    clipboard_e3f7bfb36a1cabf1182898b70b1e44a06.png

    Малюнок\(\PageIndex{1a}\): техпаспорт 2N3055. Використовується з дозволу SCILLC dba ON Semiconductor.

    На кресленні корпусу ТО-3 показані тільки два відведення. Це для випромінювача і бази. Весь корпус пристрою - колектор. Це пояснюється тим, що пристрій, швидше за все, буде прикріплений до металевого радіатора (див. Наступний розділ), щоб допомогти розсіювати вироблене тепло. Чим більше площа контакту, тим ефективніше буде тепловий потік. Криві, представлені на малюнку,\(\PageIndex{1b}\) вказують на\(\beta\) те, що значно нижчі, ніж ми бачили для невеликих сигнальних пристроїв. Крім того,\(I_{C(sat)}\) має тенденцію бути більшим для транзисторів більшої потужності. Для дуже високих струмів\(\beta\) може впасти до менш ніж 20, тоді як\(I_{C(sat)}\) може бути вище половини вольта.

    clipboard_e412cfcce709b91020e2c352c50ded22a.png

    Малюнок\(\PageIndex{1b}\): 2N3055 техпаспорт (прод.).

    clipboard_e8b14172d330887dab0c3d671db995a10.png

    Малюнок\(\PageIndex{1c}\): 2N3055 техпаспорт (прод.).

    Один елемент примітки на малюнку\(\PageIndex{1c}\) - це маленька графіка внизу аркуша. Це ділянка безпечної робочої зони. В основному комбінація\(V_{CE}\) і\(I_C\) повинна потрапляти в ліву нижню зону. Особливий інтерес представляє те, що безпечна зона поширюється далі, якщо комбінація струм/напруга є результатом короткого імпульсу, а не безперервного стану.

    8.5.1: Зниження потужності

    Одним з останніх питань, що викликають занепокоєння, є графік, знайдений на малюнку\(\PageIndex{1a}\), і збільшений на малюнку\(\PageIndex{2}\). Це крива зниження потужності.

    clipboard_ea3647dfc1c440d46f4c29908a3c04c19.png

    Малюнок\(\PageIndex{2}\): Крива зниження потужності для 2N3055. Використовується з дозволу SCILLC dba ON Semiconductor.

    Хоча пристрій розрахований на 115 Вт, це справедливо лише при температурі корпусу 25\(^{\circ}\)° C або нижче. При більш високих температурах здатність розсіювання потужності зменшується. Наприклад, при 100\(^{\circ}\) С цей пристрій може розсіювати тільки близько 65 Вт. Точне значення можна обчислити за такою формулою:

    \[P_D = P_{25} − D(T_{case} − 25^{\circ}C) \label{8.8} \]

    Де

    \(P_D\)це розсіювання потужності при новій температурі корпусу,

    \(P_{25}\)це потужність розсіювання при 25\(^{\circ}\) С,

    \(D\)- коефіцієнт зниження потужності (одиниці Вт/С\(^{\circ}\)),

    \(T_{case}\)нова температура корпусу.

    Приклад\(\PageIndex{1}\)

    Визначте потужність розсіювання 2N3055 при 75\(^{\circ}\) С.

    Використовуючи графік, це трохи більше 80 Вт.

    Для більш точного результату ми будемо використовувати Equation\ ref {8.8}. З техпаспорта розсіювання при 25\(^{\circ}\) С\(P_{25}\), становить 115 Вт. Коефіцієнт зниження потужності становить 0,657 Вт/С\(^{\circ}\) (коефіцієнт зниження потужності знаходиться безпосередньо над графіком зниження потужності на малюнку\(\PageIndex{1a}\)).\(D\)

    \[P_D = P_{25}−D(T_{ambient}−25^{\circ}C) \nonumber \]

    \[P_D = 115W −0.657W/C^{\circ}(75^{\circ}C−25^{\circ}C) \nonumber \]

    \[P_D = 82.1W \nonumber \]