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LABORATÓRIO DE DCE 3
“Dissipador para Transistor de Potência”
pg. 515 a 518
1
• A temperatura influencia fortemente no funcionamento dos
elementos semicondutores
• Os transistores de média e alta potência têm uma temperatura
máxima admissível na junção
• Transistor de Silício versus Germânio: os de Si possuem uma maior
resistência à temperatura
- valores típicos máximos:
Si: 150 a 200oC
Ge: 100 a 110oC
2
• Para muitas aplicações, a potência média dissipada é
aproximadamente:
PD = VCE.IC
( até um Tmax! )
PT = PCB + PBE
mas como PBE ≅ 0
∴ PT = PCB ≅ PD !
( pois VBE e IB são pequenos )
3
• Quanto maior for PD no transistor, maior será T!!, logo os
transistores devem ser montados em dissipadores de calor.
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Curva de Delimitação típica para transistores de Si
PD( T1 ) = PD( T0 ) - ( T1 - T0 ).( fator de delimitação )
Pmáximas nas Ts.
T de redução
T de interesse
Resistência térmica
sem dissipador!!
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Exercício 01: Determine qual a máxima potência dissipada para um
TR de Si de 80W (25oC) se for requerida redução acima de 25oC por
um fator de delimitação de 0,5W/oC na T do invólucro de 125oC.
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Analogia Térmica
onde: θJC: Rterm,TR ( junção ⇒ encapsulamento )
θCS: Rterm. de isolação ( encapsulamento ⇒ dissipador )
θSA: Rterm. do dissipador ( dissipador ⇒ ambiente )
θJA: Rterm,total ( junção ⇒ ambiente )
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TJ = PD . θJA + TA
Onde:
- TA: T ambiente ( ar )
- Valor típico para θJA = 40oC/W sem dissipador!!
( indica que TJ = 40oC mais do que a TA para P = 1 W!!)
Logo, o dissipador pode ser considerado um meio pelo qual há a
redução da resistência térmica θJA !!
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• Admitindo-se com dissipador que:
θSA = 2oC/W ( dissipador → ambiente )
θCS = 0,8oC/W ( encapsulamento → dissipador )
θJC = 0,5oC/W ( junção → encapsulamento )
θJA = θSA + θCS + θJC = 2 + 0,8 + 0,5 = 3,3oC/W ( << em relação ao ar!! )
Para PD = 2W,
TJ - TA = θJA . PD = 3,3 . 2 = 6,6oC!!
∴ Para PD = 2W tem-se:
- ∆TJ|s/dissipador = 40 . 2 = 80oC
- ∆TJ|c/dissipador = 6,6oC
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Exercício 02: Um transistor de potência de Si opera com um dissipador
(θSA = 1,5oC/W ). O transistor, operando em 150W ( 25oC ), tem
θJC = 0,5oC/W e a isolação de montagem θCS = 0,6oC/W. Qual é a
potência máxima que pode ser dissipada se a temperatura ambiente for
40oC e Tjmax = 200oC?
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Exercício 03: Determine a dissipação máxima permitida para um
transistor de Si de 100W ( a 25oC ) para um fator de diminuição de
0,6W/oC a uma temperatura do invólucro de 150oC.
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Exercício 04: Que potência máxima um transistor de Si pode dissipar
( Tjmax = 200oC ) ao ar livre a uma temperatura ambiente de 80oC?
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