AGH, WEAIiE ELEMENTY ELEKTRONICZNE – LABORATORIUM Rok 1 EiT
Nr ćwiczenia:
9
Temat:
Rezystancja termiczna tranzystorów mocy
Ocena:
Data wykonania:
24.05.2010r.
Imię i nazwisko:
1. Paweł Zajdel
Konspekt:
Odkryta przez Wiedemanna-Franza relacja pomiędzy przewodnictwem cieplnym i przewodnictwem elektrycznym metali stanowi dowód, że to samo zjawisko fizyczne
związane jest z przewodnictwem elektrycznym i przewodnictwem cieplnym. W temperaturze pokojowej przewodność cieplna metali jest o dwa rzędy wielkości większe niż przewodność stałych dielektryków Zatem, za przewodnictwo ciepła w metalach odpowiedzialne są
głównie elektrony. Fononowe przewodnictwo ciepła dominuje w dielektrykach, gdzie przewodnictwo elektronowe nie występuje. Szczególnie doskonałe przewodnictwo ciepła wykazują dielektryki krystaliczne np. diament, którego przewodność cieplna jest kilkakrotnie większa od miedzi i srebra.
W środowisku elektroników, częściej zamiast przewodności cieplnej, używa się pojęcia rezystancja termiczna, która stanowi odwrotność przewodności. W literaturze, dla elektroników, dotyczącej zagadnień cieplnych w urządzeniach elektronicznych często
wskazuje się na analogie pomiędzy rezystancją, natężeniem prądu i napięciem z jednej strony a rezystancja termiczną, strumieniem mocy i różnicą temperatur (napięciem termicznym) z drugiej strony.
Ta perspektywa jest łatwo przyswajana przez elektroników, ponieważ strukturę w której istnieją źródła ciepła, przewodniki ciepła i elementy magazynujące ciepło można przedstawić w postaci równoważnego obwodu elektrycznego i stosunkowo łatwo przeprowadzić
obliczenia.
A więc, znajomość rezystancji termicznej pomiędzy źródłem ciepła, a odbiornikiem ciepła (radiatorem) umożliwia łatwe oszacowanie różnicy temperatur pomiędzy wymienionymi elementami, jeżeli tylko jest znana wartość generowanej mocy cieplnej.
Układ pomiarowy
Wzór na rezystancje termiczną:
RT=Tchip−Trad ΔP
gdzie: RT - rezystancja termiczna,
TCHIP - temperatura struktury krzemowej, TRAD - temperatura radiatora.
ΔP - wartość strumienia mocy cieplnej.
Wartości strumienia mocy cieplnej ΔP można było obliczyć jako iloczyn ustalonego prądu emitera oraz poszczególnych wartości napięcia baza-kolektor, uwzględniając dodatkowo moc wydzielającą się na spolaryzowanym w kierunku przewodzenia złączu baza-emiter.
ΔP = I E ·UBC + I E · 0,7 [W]
gdzie 0,7 V jest wartością napięcia dyfuzyjnego złącza krzemowego.
