При изготовлении умзч  на мощный активные элементы необходимо устанавливать теплоотводы , в этой статье поговорим о том какой именно радиатор нужен в конкретном случае.

В умзч все активные элементы нагреваются , какие-то больше какие-то меньше , меньше греются транзисторы в предварительных каскадах , а основное тепловыделение производят транзисторы вк (выходного каскада) .

Радиаторы изготавливают из разных металлов и бывают разных размеров , и видов  . предпочтение следует отдать медным радиаторам т.к они лучше принимают и отдают тепло , но они значительно дороже тех же алюминиевых  которые немного уступают по эффективности  .

Как правило радиаторы делятся на 2 типа ребристые и игольчатые но встречаются и другие типы радиаторов.

Во всех  мощных транзисторах кристалл непосредственно расположен на медном ( реже алюминиевом ) основании, которому кристалл и отдает всё своё тепло . разумеется что такое маленькое основание не может рассеивать мощность более 1-2 вт . для решения этой проблемы и был создан радиатор.

Количество выделяемого кристаллом тепла можно найти по формуле P=U*I  где P рассеиваемая мощность , U напряжение падения на транзисторе ,  I ток проходящий через транзистор. Нагретый кристалл отдаёт тепло подложке , подложка радиатору , а радиатор передаёт тепло воздуху .

Немалое значение имеет так называемое “тепловое сопротивление ” между кристаллом и подложкой (подложкой и радиатором). Например при тепловом сопротивлении в 1 градус на ватт и выделяемой мощности в 5 вт разница температур между поверхностями составит 5*1=5 градусов. Например транзистор рассеивает 50 вттепла , его тс (тепловое сопротивление ) равно 1 градусу на ватт. Максимальная температура кристалла 120 градусов , значит между подложкой и кристаллом разница температуры 50*1 =50 градусов  , это означает что температура радиатора не должна превышать 120-50=70 градусов. Следует помнить что слюдяные прокладки создают тепловое сопротивление около 0.5-1.5 градуса на вт . для уменьшения теплового сопротивления нужно использовать термопасту , которая заполняет микротрещины ,увеличивая площадь контакта.

радиаторы по типу охлаждения бывают  активное и пассивное ( радиаторы для активного охлаждения имеют более плотно расположенные рёбра и их большее количество), при пассивном охлаждении тепло отводится естественным потоком воздуха , а при активном тепло отводится кулером .  в случае использования радиаторов с естественным обдувом их следует устанавливать снаружи корпуса устройства , и их не следует накрывать , и закрывать к ним поток воздуха иначе ему некуда будет отдавать тепло и он перегреться . для принудительного обдува используются кулеры с помощью которых можно рассеять от 2 до 5 раз больше тепла при том же радиаторе но с пассивным охлаждением . но у активного охлаждения есть 2 недостатка

1. Шум (частично решаемый питанием кулеров пониженным напряжением)                          

2. Возможность выхода вентилятора из строя .

у радиатора есть 2 параметра – это его площадь в квадратных сантиметрах  иктс (коэффициент теплового сопротивления ). Площадь считается как сумма всех площадей радиатора ,площадь основания и рёбер  умноженное на 2 .

для умзч работающего в облегчённом режиме следует выбирать площадь радиатора в 20 см2 на 1 вт(с кулером !)

для умзч работающего нормальном режиме   площадь радиатора должна составлять 30 см2 на 1вт (с кулером !)

для умзч работающего в жёстком режиме нужен радиатор в 35-45 см2 на 1 вт тепла (с кулером !)

полезный совет 1 если транзистор имеет медный фланец и будет рассеивать незначительную мощность то можно вместо установки радиатора , аккуратно не перегревая транзистор припаять к нему пару прутков из медного обмоточного провода диаметром 1-3 мм

полезный совет 2  также можно облегчить работу маломощным транзисторам в корпусах то-92 и подобных , путём намотки на  транзистор медной обмоточной проволоки и пропитки в эпоксидной смоле.

И помните чем меньше температура полупроводников тем выше устойчивость работы схемы , и больше срок безотказной  работы устройства !