De ongekoelde transistor behoort bij open leertaak OT 8.2.2 © friesland college 2000 M.Venema P.Ferwerda

De ongekoelde transistor +10V Rb Lampje c b Ic= 0,3A Uce=3V BD 131 e kleine potmeter We gaan uit van een ongekoelde transistor. Deze transistor regelt de stroom door een lampje. Hierdoor staat er een spanning over de transistor (Uce) en er loopt een stroom (Ic).

De ongekoelde transistor +10V Rb Lampje c b Ic= 0,3A Uce=3V BD 131 e kleine potmeter Hierdoor wordt er in de transistor warmte ontwikkeld. Het vermogen (dissipatie) is: P = Uce x Ic = 3 x 0,3 = 0,9 Watt. Dit vindt plaats in het hart van de transistor, het kristal of de junction.

De ongekoelde transistor +10V Rb Lampje c b Ic= 0,3A Uce=3V BD 131 e kleine potmeter De transistor wordt warm!

De ongekoelde transistor ambient junction Het binnenste (kristal) noemen we de junction De omgeving heet ambient

De ongekoelde transistor ambient Rth junction Om van de junction naar de ambient te komen ondervindt de warmte een thermische weerstand Rth of ook wel met  (theta)genoemd.

De ongekoelde transistor ambient Rth Belangrijk: Hoe hoger de thermische weerstand, hoe moeilijker de warmte weg kan stromen. De junction wordt dan heter. junction Om van de junction naar de ambient te komen ondervindt de warmte een thermische weerstand Rth of ook wel met  (theta)genoemd.

De ongekoelde transistor ambient BD 131 Rth junction Hoe heet mag een junction worden? Stel dat we een BD 131 toepassen. Uit de datasheet blijkt: Tjunction max. is 150 ºC

De ongekoelde transistor ambient BD 131 Gevonden: Tj max = 150 ºC Rth junction Maar hoe is de thermische weerstand aangegeven? Uit de datasheet blijkt: Rth tussen j en a is 100K/W (= 100 ºC/W)

De ongekoelde transistor ambient Gevonden: Tj max = 150 ºC Rth j-a = 100 ºC/W BD 131 100ºC Rth junction P = 1W Dus bij elke watt aan gedissipeerd vermogen ontstaat een temperatuursverschil tussen j en a van 100 ºC

De ongekoelde transistor ambient Gevonden: Tj max = 150 ºC Rth j-a = 100 ºC/W BD 131 100ºC Rth junction P = 1W De junction is dan 100ºC warmer dan de omgevingstemperatuur (Ta)

De ongekoelde transistor +10V Rb Lampje c b Ic= 0,3A Uce=3V BD 131 e kleine potmeter Terug naar de schakeling. De vraag is nu of het kristal in deze situatie niet te heet wordt. Met andere woorden: kunnen we de transistor ongekoeld gebruiken?

De ongekoelde transistor +10V Omgevingstemperatuur = 25 °C Rb Lampje c b Ic= 0,3A Uce=3V BD 131 e kleine potmeter Gevonden in datasheet: Tj max = 150 ºC Rth j-a = 100 ºC/W We hadden berekend: dissipatie in de transistor P = 0,9 Watt. Per 0,9 Watt is het temperatuursverschil tussen junction en ambient 0,9 W x 100 °C/W = 90°C.

De ongekoelde transistor +10V Omgevingstemperatuur = 25 °C Rb Lampje c b Ic= 0,3A Uce=3V BD 131 e Tj =115 °C kleine potmeter Gevonden in datasheet: Tj max = 150 ºC Rth j-a = 100 ºC/W OK Het kristal is 90°C warmer dan de omgevingstemperatuur. Tj is dus 25 + 90 = 115°C. Dat mag.

De ongekoelde transistor Gevonden in datasheet: Tj max = 150 ºC Rth j-a = 100 ºC/W Omgevingstemperatuur = 25 °C DT = P x Rth j-a = 0,9 x 100 = 90 °C De berekening kunnen we ook met een formule uitvoeren. Onthoud: je kunt de formule altijd vinden als je kijkt naar de eenheden: [°C = W x °C/W] dus DT = P x Rth

De ongekoelde transistor Gevonden in datasheet: Tj max = 150 ºC Rth j-a = 100 ºC/W Omgevingstemperatuur = 25 °C DT = P x Rth j-a Wat is het maximale vermogen wat deze transistor mag dissiperen? Maak nu de berekening op een papiertje.

De ongekoelde transistor Gevonden in datasheet: Tj max = 150 ºC Rth j-a = 100 ºC/W Omgevingstemperatuur = 25 °C DT = P x Rth j-a P = DT / Rth j-a = (150 - 25) / 100 = 125 / 100 = 1,25 Watt Controleer de berekening die jij hebt opgeschreven.

Dit is het laatste scherm van dit programma Is de dissipatie hoger dan 1,25 Watt, dan moeten we koelen! Stop dit programma