Struktura

Ztrátový výkon diody

Ztrátový výkon diody

Ztrátový výkon diody je výkon, který se při průchodu proudu mění v diodě v teplo. Je dán vztahem:

Pa=U_{AK}I_{A}

Aby nedošlo k poškození součástky, nesmí teplota přechodu přestoupit hodnotu pro daný polovodičový materiál (pro Si je asi +200 ºC). Této teplotě pak odpovídá největší přípustný ztrátový výkon diody, který se nazývá dovolená anodová ztráta (Padov). Tato ztráta závisí na ochlazování diody. Pokud lze diodu účinně chladit, může být výkon větší a dovolená teplota nebude překročena. Ochlazování je závislé na rozdílu mezi teplotou přechodu a teplotou okolí a na tzv. tepelném odporu, který omezuje odvod tepla z diody do okolí. Dovolený ztrátový výkon je možné vypočítat podle vztahu:

 

P_{adov}=\frac{v_{jmax}-v_{a}}{R_{th}}

  • υjmax je největší přípustná teplota přechodu stanovená výrobcem [ºC]

  • υa je teplota okolí [ºC]

  • Rth je tepelný odpor diody [ºC/W]

Závislost dovolené anodové ztráty na teplotě okolí je na obr. 1.

Obr. 1: Závislost dovoleného anodového ztrátového výkonu na teplotě okolí

Tyto závislosti bývají výrobci polovodičových součástek uvedeny v katalogu diod, obecně všech výkonových součástek.

Výše uvedený tepelný odpor se skládá z tepelného odporu pouzdra diody (jeho hodnota je výrobcem konstrukčně daná a nelze ji ovlivnit) a z tepelného odporu při předávání tepla z pouzdra do okolí (tento odpor je možné ovlivnit). Tepelný odpor mezi pouzdrem a okolím lze zmenšit připevněním diody na chladič a zlepšit tak odvod tepla do okolí. Pro další zlepšení odvodu tepla je možné také použít např. ventilátor apod. Pro řešení odvodu tepla se používají tepelné náhradní obvody.

Na závěr je možné poznamenat, že chlazení součástek je nutné věnovat patřičnou pozornost a chladící obvody dostatečně dimenzovat, aby byla zajištěna správná činnost elektronických zařízení a především jejich spolehlivost.

Zdroje

  • KOUTNÝ, Jaroslav a Ivo VLK. Elektronika I učebnice.  VYTVOŘENO V RÁMCI PROJEKTU: DIGITÁLNÍ ŠKOLA: ICT VE VÝUCE TECHNICKÝCH PŘEDMĚTŮ, REG. Č. CZ.1.07/1.1.04/01.0137, Vyšší odborná škola a Střední průmyslová škola elektrotechnická, Olomouc 2009

Obrázky

  • Obr. 1: KOUTNÝ, Jaroslav a Ivo VLK. Závislost dovoleného anodového ztrátového výkonu na teplotě okolí, Elektronika I učebnice.  VYTVOŘENO V RÁMCI PROJEKTU: DIGITÁLNÍ ŠKOLA: ICT VE VÝUCE TECHNICKÝCH PŘEDMĚTŮ, REG. Č. CZ.1.07/1.1.04/01.0137, Vyšší odborná škola a Střední průmyslová škola elektrotechnická, Olomouc 2009
Logolink