日期:2024-03-27 分類:產品知識 瀏覽:440 來源:
二極管是基礎的電子元器件,在電子電路的應用中也是十分的普遍,如果在應用中二極管出現過載損壞,該如何避免呢?
耗散功率也稱集電極最大允許耗散功率PCM,是指晶體管參數變化不超過規定允許值時的最大集電極耗散功率。是某一時刻電網元件或者全網有功輸入總功率與有功輸
出總功率的差值。在線性條件下,導通的耗散功率計算比較簡單,PD=I2R,或者PD=U2/R;而在開關狀態下,計算相對比較復雜。
二極管的耗散功率與允許的節溫有關,硅二極管允許的最大節溫是150℃,而鍺允許最大節溫85℃。半導體工作溫度是有限的,當實際的功率增大是,其節溫也將變大,
當節溫達到150℃是,此時的功率就是最大的耗散功率。當然,耗散功率與封裝大小也有一定的關系,通常封裝大點的器件,其最大耗散功率也相對大些,最常見的就是大功
率器件擁有大體積,大面積的散熱金屬面。
一個具體型號的二極管其耗散功率與測試條件有關,比如測試環境溫度和散熱條件。通常情況下,測試出來的最大耗散功率是在25℃下。隨著環境溫度的升高,其最大的
耗散功率將減少,因為該條件下的導熱溫差變小,比如說在25℃下,某款二極管耗散功率能達到1W,在75℃情況下,耗散功率可能變成0.4W。允許最大耗散功率與散熱條件
有關,散熱條件越好,耗散功率越高,在同一環境溫度下,耗散功率為1W,加了散熱片之后,耗散功率可能變為1.7W。
表征散熱措施的一個參數是熱阻。熱阻反映阻止熱量傳遞能力的綜合參量。熱阻跟電子學里的電阻類似,都是反映“阻止能力”大小的參考量。熱阻越小,傳熱能力越強;
反之,熱阻越大,傳熱能力越小。從類比的角度來看,熱量相當于電流,溫差相當于電壓,熱阻相當于電阻。其中,熱阻Rja:芯片的熱源結到周圍冷卻空氣的總熱阻,其單位是℃/W,表示在1W下,導熱兩端的溫差。
在0~50℃時,耗散功率恒為400mW,在50~150℃時,線性遞減,到達150℃,耗散功率為0,在這個溫度,硅管已經不能工作了。從這個表中,可以計算出熱阻,其
線性部分斜率倒數:
|1/k|=Rja=(150-50)/0.4=250℃/W
根據這個表,可得:
PD=-1/250(TA-50)+0.4,(TA-≥50)
根據上述這個公式,我們可計算出1N4148WS開關管在不同環境溫度下最大的耗散功率。
在實際電路設計過程中,大多數研發工程師更關注器件工作時的溫度,以確保在安全的工作范圍。以1N4448WS為例,在環境溫度為50℃情況下,實際功率為200mW時,其溫度為50+250*0.2=100℃,其能正常工作;當實際功率為400mW時,其溫度為50+250*0.4=150℃,這時候已經達到節溫的最大溫度了,比較危險,應當避免。
二極管的傳熱方面,主要考慮PD和熱阻Rja,前者是最大耗散功率,實際工作不能超過這個數值,后者是傳熱阻力參量,放映不同二極管的傳熱能力。在使用二極管時,不但要考慮正向電流、反向耐壓和開關時間,還應該考慮到耗散功率。
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