Мощность транзистора

[winkot]

Предположим Паспортная мощность транзистора 30 Вт. Но если транзистор очень хорошо охлаждать, то почему он не может рассеять большую мощность? Повторюсь, если с помощью дополнительных устройств (вентилятор и т.п.) добиться снижение его температуры ниже критической, например до 80 С? Что ему мешает работать рассеивая, например 50 Вт, если при этом и ток и падение напряжение и температура корпуса находятся в допустимых пределах?

[сэм]

Из - за градиента температур, невозможно охладить центр кристалла. К примеру, радиатор будет 50. град, а кристалл 150
Во всем есть свой предел

[winkot]

Разве кристалл не отдает свою температуру корпусу и не охлаждается вместе с ним?

[сэм]

Отдает, но передача тепла - инерционный процесс.

[Express]

Перенагревать нельзя и переохлаждать тоже нельзя...
А температуру сбить можно, есть водяное охлаждение в конце концов жидкий азот есть...

[Martian]

winkot, рекомендую глянуть datasheet на МОП-транзистор, и по каждому параметру, а особенно графикам, просмотреть информацию от производителей, например: https://www.youtube.com/watch?v=pYl0bLiYUxc , https://youtu.be/ASC4zvJKSFE
И тогда большая часть вопросов отпадёт, а эксплуатация транзисторов станет надёжной. Например, на этот вопрос

Разве кристалл не отдает свою температуру корпусу и не охлаждается вместе с ним?

в datasheet есть ответ в виде параметров Maximum Junction-to-Ambient и Maximum Junction-to-Case

[>TEHb<]

Некоторые производители примерно так и пишут. Мол, напряжение такое-то, ток такой-то. Но ток ограничен ногами стандартного корпуса, а кремний у нас и втрое больше протягивает. Мощность такая-то. Но ващет нам пофигу, главное как-нибудь кристалл охлаждайте и хоть килоампер пропускайте.

[mickbell]

Тогда погорят проволочки, которыми соединяются выводы и кристалл.

[vlasovzloy]

Какие проводочки, там дым же специальный

[winkot]

[uquote="mickbell",url="/forum/viewtopic.php?p=4540279#p4540279"]Тогда погорят проволочки, которыми соединяются выводы и кристалл.[/uquote]
С какой стати, если ток в пределах нормы?

Добавлено after 1 minute 45 seconds:
[uquote="сэм",url="/forum/viewtopic.php?p=4540217#p4540217"]Отдает, но передача тепла - инерционный процесс.[/uquote]
Ну пусть инерционный. Но если благодаря хорошему охлаждению корпус не нагревается выше, например 80 С, то почему кристалл нагреется выше?

[>TEHb<]

Тепловое сопротивление кристалл-корпус тоже ни разу не нулевое.

[winkot]

Конечно. Тем не менее. если мощность не превышает номинальную, то при корпусе 100 С кристалл прекрасно работает, а при превышении мощности, даже при корпусе 80 С работать не может. Где же логика?

[metan]

Где же логика?

Так это вопрос лично к вам, если вы отождествляете температуру КОРПУСА и температуру КРИСТАЛЛА

[Муркиз]

Логика в том, что помимо ограничения максимальной мощности изготовителем, есть ещё и ограничения максимального тока. И напряжения.

И они взяты не с потолка, чтобы кто-то захотел выше потолка прыгать.
Начинаются мифов о безопасном разгоне процессоров и думают, что для транзистора это годится. Только даже не думают, что у транзистора всего только три ноги

[>TEHb<]

Собственно, на мощность-то всё равно. Главное не перегреть кристалл даже локально. Остальное всё лишь внешние косвенные проявления этой цели.

[Муркиз]

Даже не весь кристалл. А только легированную зону перехода. А она ещё в несколько раз меньше.

[КРАМ]

[uquote="winkot",url="/forum/viewtopic.php?p=4540304#p4540304"]Конечно. Тем не менее. если мощность не превышает номинальную, то при корпусе 100 С кристалл прекрасно работает, а при превышении мощности, даже при корпусе 80 С работать не может. Где же логика?[/uquote]Мощность - это энергия в единицу времени. То есть в определенной зоне кристалла постоянно выделяется энергия. Эта энергия создает разность температур и потому энергия начинает распространяться от зоны с более высокой температурой, к зоне с более низкой. При равенстве температур энергия никуда распространяться не будет.
Поэтому ЛЮБОЙ ПРОЦЕСС ОТВЕДЕНИЯ ТЕПЛОВОЙ ЭНЕРГИИ создает градиент температур в направлении отведения энергии. В зависимости от теплового сопротивления канала передачи тепла разность температур на единицу расстояния (градиент) будет различной.
В даташите на транзистор всегда приводят тепловое сопротивление кристалл-корпус (Junction-to-Case). Таким образом, если это тепловое сопротивление равно, например, 5 град/Ватт, то при выделяемой на кристалле мощности 20 Ватт, разность температур корпуса и кристалла составит 100 градусов. То есть, даже если мы сумеем обеспечить температуру корпуса всего 20 градусов (тем или иным теплоотводом), то кристалл будет нагрет до 120 градусов. Остается посмотреть разрешенную мощность при такой температуре кристалла в том же даташите и принять решение о допустимости режима. Падение допустимой мощности с ростом температуры связано с токовыми пятнами на чипе, то есть очень малой зоны кристалла, где реально выделяется вся мощность. В этой зоне температура еще выше.

[Martian]

[uquote="Муркиз",url="/forum/viewtopic.php?p=4540329#p4540329"]А она ещё в несколько раз меньше.[/uquote] а чё не в сто?

[74LS00]

При большом токе пофиг на охлаждение. Кремень становится угольком ещё до того как начнёт нагреватся, тонкий слой просто прогорит.
При превышении напряжения примерно также, сначало он становится проводником, и если тока хватит то просто отгорает.

80 градусов указано для корпуса, при этом сам кристалл будет 150. Чтоб загнать кристалл до этих самых 80, нужно корпус азотом поливать до -100 чтоб холод хотябы немного быстрее пробивался и остужал. В обратную сторону теплопроводность там тоже плохая. Поэтому и коктели с азотом хлебают и никто снежками не плевался.

А вообще сейчас экотренд, и мощность процессора загоняют в 100вт не зависимо о чего либо вообще. Если кусок кремния имеет площадь 200мм.кв., то ему надо 100вт, и вот на столько его будут душить.
Улучшать охлаждение не нужно, это тупиковое направление от которого отказались, улучшить теплоотвод невозможно, а значит не нужно допускать нагрев.