Wat is termiese weghol in 'n transistor?

Termiese weghol in 'n transistor is 'n kritieke verskynsel wat elke elektroniese ingenieur, stokperdjie en almal wat met transistors te doen het, moet verstaan. As 'n transistorverskaffer het ek eerstehands gesien hoe die impak van termiese weghol op kringprestasie en betroubaarheid. In hierdie blogpos sal ek delf wat die termiese weghol is, die oorsake daarvan, gevolge en hoe om dit te voorkom.

Wat is termiese weghol?

In sy kern is termiese weghol 'n selfversnelende proses waarin 'n toename in temperatuur lei tot 'n verdere toename in temperatuur, wat moontlik die transistor en die hele stroombaan skade berokken. Om dit beter te verstaan, moet ons kyk na die basiese eienskappe van 'n transistor. 'N Transistor, soos u meer kan leer by [transistor] (/krag - halfgeleier - apparaat/transistors/transistor.html), is 'n halfgeleierapparaat wat elektroniese seine en elektriese krag kan versterk of verander.

Die werking van 'n transistor genereer hitte as gevolg van die stroomvloei deur sy aansluitings. Die krag wat in 'n transistor versprei word, word gegee deur die produk van die versamelaar - emitterspanning ($ v_ {ce} $) en die versamelaarstroom ($ i_ {c} $), dit wil sê $ p = v_ {ce} \ times i_ {c} $. Hierdie kragverspreiding veroorsaak dat die temperatuur van die transistor styg.

Oorsake van termiese weghol

1. Positiewe temperatuurkoëffisiënt van versamelstroom

Die versamelaarstroom van 'n transistor het 'n positiewe temperatuurkoëffisiënt. Dit beteken dat namate die temperatuur van die transistor toeneem, die versamelaarstroom ook toeneem. Die verband tussen die versamelaarstroom en temperatuur kan redelik ingewikkeld wees, maar in die algemeen veroorsaak 'n toename in temperatuur meer ladingsdraers beskikbaar vir geleiding, wat lei tot 'n toename in die versamelstroom.

Wiskundig kan die Collector Current $ i_ {c} $ uitgedruk word as 'n funksie van temperatuur $ t $: $ i_ {c} (t) = i_ {c} (t_ {0}) \ tye e^{\frac{E_{g}}{k}(\frac{1}{T_{0}}-\frac{1}{T})}$, where $I_{C}(T_{0})$ is the collector current at a reference temperature $T_{0}$, $E_{g}$ is the energy gap of Die halfgeleiermateriaal, en $ k $ is die Boltzmann -konstante.

Namate die versamelaarstroom toeneem, neem die kragverspreiding $ p = v_ {ce} \ tye i_ {c} $ ook toe. Hierdie toename in kragverspreiding verhoog die temperatuur van die transistor verder, wat 'n positiewe terugvoerlus skep.

2. Swak hitte -verspreiding

As 'n transistor nie behoorlik afgekoel word nie, kan die hitte wat tydens die werking daarvan opgewek word, nie effektief versprei word nie. Dit kan gebeur as die transistor op 'n klein koelkas gemonteer is, of as daar onvoldoende lugvloei rondom die transistor is. As die hitte nie kan ontsnap nie, styg die temperatuur van die transistor, wat die probleem van die verhoging van versamelstroom en kragverspreiding vererger.

3. hoë toevoerspanning

'N Hoë toevoerspanning kan ook bydra tot termiese weghol. As die toevoerspanning hoog is, is die versamelaar - emittorspanning $ v_ {ce} $ ook hoog. Aangesien die kragverspreiding direk eweredig is aan $ V_ {CE} $, lei 'n hoë toevoerspanning daartoe dat meer krag in die transistor versprei word, wat die temperatuur verhoog en die termiese weghol kan veroorsaak.

Effekte van termiese weghol

1. Transistor mislukking

Die mees voor die hand liggende effek van termiese weghol is die mislukking van die transistor. Namate die temperatuur verder styg as die maksimum nominale temperatuur van die transistor, kan die halfgeleiermateriaal begin afbreek. Dit kan veroorsaak dat die transistor kort - kring of oop - kring, wat dit nutteloos maak. In sommige gevalle kan die oormatige hitte selfs veroorsaak dat die transistor fisies smelt of aan die brand steek.

2. Kringloopfunksie

'N Mislukte transistor kan veroorsaak dat die hele stroombaan funksioneer. As die transistor as 'n versterker gebruik word, kan die versterkingsfaktor aansienlik verander, of die uitsetsein kan verdraai word. As die transistor as 'n skakelaar gebruik word, kan dit moontlik nie behoorlik aan of uit word nie, wat lei tot die verkeerde werking van die kring.

3. verminderde stelselbetroubaarheid

Termiese weghol kan ook die algehele betroubaarheid van die stelsel verminder. As 'n transistor misluk as gevolg van termiese weghol, moet dit moontlik vervang word, wat tyd kan verbruik en duur. Daarbenewens kan die mislukking van 'n enkele transistor veroorsaak dat ander komponente in die kring oorbevestig word, wat moontlik tot verdere mislukkings kan lei.

Voorkoming van termiese weghol

1. Behoorlike hitte -sink

Een van die doeltreffendste maniere om termiese weghol te voorkom, is om 'n behoorlike koelkas te gebruik. 'N Hittebak is 'n passiewe apparaat wat hitte van die transistor na die omliggende omgewing oordra. Dit werk deur die oppervlakte van die transistor te verhoog, waardeur meer hitte versprei kan word. As u 'n koelkas kies, is dit belangrik om die kragverspreiding van die transistor, die omgewingstemperatuur en die beskikbare lugvloei te oorweeg.

2. Termiese bestuurstegnieke

Benewens koelbakke, kan ander termiese bestuurstegnieke gebruik word om termiese weghol te voorkom. Dit sluit in die gebruik van waaiers om lugvloei rondom die transistor te verhoog, termiese kussings of ghries te gebruik om die termiese kontak tussen die transistor en die koelkas te verbeter, en om die kringuitleg te ontwerp om die hitte wat in die omgewing van die transistor gegenereer is, te verminder.

3. Oorwegings vir kringontwerp

Behoorlike stroombaanontwerp kan ook help om termiese weghol te voorkom. Byvoorbeeld, die gebruik van 'n stroombeperkende weerstand in die versamelaarskring kan help om die versamelstroom te beperk en die drywingsverspreiding te verminder. Boonop kan die gebruik van 'n spanningsreguleerder om te verseker dat 'n stabiele toevoerspanning voorkom dat die transistor aan oormatige spanning onderwerp word.

4. Monitering- en beskermingstroombane

Die monitering van die temperatuur van die transistor en die implementering van beskermingskringbane kan ook effektief wees om termiese weghol te voorkom. Temperatuursensors kan gebruik word om die temperatuur van die transistor te monitor, en as die temperatuur 'n sekere drempel oorskry, kan 'n beskermingskring geaktiveer word om die versamelstroom te verminder of die transistor af te skakel.

Ons rol as transistorverskaffer

As transistorverskaffer verstaan ​​ons die belangrikheid daarvan om transistors van hoë gehalte te voorsien wat minder geneig is tot termiese weghol. Ons kies die halfgeleiermateriaal en vervaardigingsprosesse noukeurig om te verseker dat ons transistors stabiele elektriese eienskappe en goeie termiese werkverrigting het.

Ons bied ook tegniese ondersteuning aan ons kliënte. Ons span kundiges kan u help om die regte transistor vir u aansoek te kies, advies te gee oor termiese bestuur en u te help om stroombane te ontwerp wat meer bestand is teen termiese weghol.

As u in die mark is vir transistors, nooi ons u uit om ons te kontak vir 'n verkrygingsbespreking. Ons kan u voorsien van gedetailleerde produkinligting, prysbepaling en afleweringskedules. Of u nou aan 'n klein stokperdjieprojek of 'n groot industriële toepassing werk, ons het die regte transistors vir u.

Verwysings

1. Sedra, Adel S., en Kenneth C. Smith. "Mikro -elektroniese stroombane." Oxford University Press, 2015.
2. Millman, Jacob, en Christos C. Halkias. "Geïntegreerde elektronika: analoog- en digitale stroombane en stelsels." McGraw - Hill, 1972.