Запорожец  Издания 

0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 26 27 28 29 30 31 32 33 34 35 36 37 38 39 40 41 42 43 44 45 46 47 48 [ 49 ] 50 51 52 53 54 55 56 57 58 59 60 61 62 63 64 65 66 67 68 69 70 71 72 73 74 75 76 77 78 79 80 81 82 83 84 85 86 87 88 89 90 91 92 93 94 95 96 97 98 99 100 101 102 103 104 105 106 107 108 109 110 111 112 113 114 115 116 117 118 119 120 121 122 123 124 125 126 127 128 129 130 131 132 133 134 135 136 137 138 139 140 141 142 143 144 145 146 147 148 149 150 151 152 153 154 155 156 157 158 159 160 161 162 163 164 165 166 167 168 169 170 171 172 173 174 175 176 177 178 179 180 181 182 183 184 185 186 187 188 189 190 191 192 193

Плрсний wpni/c /6 МрМ


зоо°с/вт

ПластмаессРые корпуса

8Bi>i0pffa0 в два ряда

л л л к


200°С/ВП1

0.050 0.110 0.045 0 0-14 0.090 0.025

ТО-116

/4 MaJpff Р т ряда.

ЛЛЛЛЛЛи!

0.365 0.290

"*-O.J-is ODIS I < г-

0 052 0.09О 0.085 -

0.044

0.252 0.245

leoc/Bm

-t 0.068 0.057

Шряда

0.765 "0.745"

0.052

0.044 ♦ II ••

0 021

q 110 0.090


iscc/em

0.085 0.065

Рис. 2.68. Типы корпусов Иь. {Hans. R. Camemind Electronic Itegrated Systems Design, Van Nostrand Keinhold, 1972.) Bee размеры приведены в дюймах. Для перевода в миллиметры умножить на 25,4.



ществляется только путем естественной конвекции воздуха. Тепловое сопротивление между переходом и корпусом для большинства корпусов ИС лежит в пределах от 20 до 40 °С/Вт.

Рассмотрим теперь в качестве типичного примера 14-выводной пластмассовый корпус типа DIP с тепловым сопротивлением 160 °С/Вт. Максимальная рабочая температура приборов в пластмассовых корпусах обычно составляет 150 °С, что отчасти обусловлено размягчением материала корпуса при чрезмерном на-

780мВт ----

-1/(160° с/Вт)

Рис. 2.69. Зависимость максимально допустимой мощности рассеяния от температуры окружающей среды.


25° с

150°С

греве. Максимально допустимая мощность рассеяния Pd(b\kx) связана с максимально допустимым перегревом АТдх соотношением

ДГмАХ = ГУ(МАХ) - Та = ePd(MAX), ОТКуДЗ

/с/(МАХ) = (Т-у (МАХ) - T-aVO. (2.15)

При температуре окружающей среды 25 °С получим

Pd (МАХ) = (150 - 25)° С/160° С/Вт = 0,78 Вт = 780 мВт. (2.16)

Если температура окружающей среды выше 25 °С, максимально допустимая мощность рассеяния будет меньше, а когда окружающая температура 7 приближается к максимально допустимой температуре перехода Гу(МАХ), величина Я(млх) стремится к нулю. График, приведенный на рис. 2.69, демонстирует снижение максимально допустимой мощности рассеяния рассматриваемого прибора с ростом окружающей температуры. Наклон графика равен обратному тепловому сопротивлению, взятому со знаком минус, -1/вА-

Для приборов в металлических или керамических корпусах максимальная рабочая температура перехода обычно составляет ~175°С. Таким образом, для металлических корпусов типа ТО-99 (8-выводной) и ТО-100 (10-выводной) с тепловым сопротив-



лением 160 °С/Вт при окружающей температуре 25 °С максималь-ная мощность рассеяния равна

Pd (МАХ) = (175 - 25)° С/160°С/Вт = 0,94 Вт = 940 мВт. (2.17)

Еще одно достоинство металлического корпуса - возможность герметичного газонепроницаемого соединения крышки с основанием. Такая конструкция обеспечивает более надежную защиту прибора от внешних воздействий при длительной работе. Однако металлический корпус стоит гораздо дороже пластмассового. Во многих случаях затраты на сборку составляют значительную часть стоимости полупроводниковых приборов.

2.23.1. Теплоотводы. Максимально допустимая мощность рассеяния полупроводниковых приборов может быть существенно повышена с помощью теплоотвода. Теплоотвод представляет собой металлическую деталь, обычно ребристой конструкции, которую можно присоединять к корпусу полупроводникового прибора с помощью зажимов, болтов или адгезива и таким путем улучшать конвективный теплообмен. Существуют разнообразные конфигурации теплоотводов, предназначенные для различных типов корпусов.

С помощью теплоотвода удается значительно уменьшить тепловое сопротивление между корпусом и внешней средой Qqa-В результате заметно повышается максимально допустимая мощность рассеяния прибора. Зачастую она возрастает в три-четыре раза. При наличии теплоотвода тепловое сопротивление между корпусом и внешней средой уже не определяется свободной конвекцией, а становится равным тепловому сопротивлению теплоотвода внз- Величина внз в зависимости от конструкции теплоотвода может составлять от 100 °С/Вт для очень небольших съемных теплоотводов до ~10 °С/Вт для более крупных и массивных конструкций. Выпускаются простые съемные теплоотводы для корпусов типа DIP, которые обеспечивают снижение теплового сопротивления прибора до 20-30 °С/Вт. Кроме того, имеются теплоотводы, присоединяемые к корпусу прибора с помощью высо-котеилопроводного эпоксидного адгезива. Такие адгезивы имеют удельное тепловое сопротивление ~70°С-см/Вт. Таким образом, при площади соединения 1 см тепловое сопротивление пленки адгезива толщиной t равно 6 = 7 °С/Вт X t (мм). При = 0,1 мм в составляет всего 0,7 °С/Вт.

В качестве типичного примера, демонстрирующего преимущества использования теплоотвода, рассмотрим прибор, для которого QjA =150°С/Вт (при свободной конвекции), в = 40 °С/Вт и 7 (МАХ) = 175 °С. При температуре окружающей среды 25 °С максимальная мощность рассеяния в условиях свободной конвекции равна Pd(MAX) = (175 - 25) °С/150 °С/Вт = 1,0 Вт. Если



0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 26 27 28 29 30 31 32 33 34 35 36 37 38 39 40 41 42 43 44 45 46 47 48 [ 49 ] 50 51 52 53 54 55 56 57 58 59 60 61 62 63 64 65 66 67 68 69 70 71 72 73 74 75 76 77 78 79 80 81 82 83 84 85 86 87 88 89 90 91 92 93 94 95 96 97 98 99 100 101 102 103 104 105 106 107 108 109 110 111 112 113 114 115 116 117 118 119 120 121 122 123 124 125 126 127 128 129 130 131 132 133 134 135 136 137 138 139 140 141 142 143 144 145 146 147 148 149 150 151 152 153 154 155 156 157 158 159 160 161 162 163 164 165 166 167 168 169 170 171 172 173 174 175 176 177 178 179 180 181 182 183 184 185 186 187 188 189 190 191 192 193