耗散功率就是某一時刻電網元件或全網有功輸入總功率與有功輸出總功率的差值。
耗散功率，也稱集電極最大允許耗散功率PCM，是指電晶體參數變化不超過規定允許值時的最大集電極耗散功率。耗散功率與電晶體的最高允許結溫和集電極最大電流有密切關係。矽管的結溫允許值大約為150°C，鍺管的結溫允許值為85°C左右。要保證管子結溫不超過允許值,就必須將產生的熱散發出去。
基本介紹
- 中文名：耗散功率
- 外文名：Power Dissipation
- 實質：功率
- 對象：電網等
簡介,分類/耗散功率,原理/耗散功率編輯,設計計算/耗散功率編輯,雙極型電晶體,MOSFET,三極體的耗散功率,
簡介
電晶體耗散功率也稱集電極最大允許耗散功率PCM，是指電晶體參數變化不超過規定允許值時的最大集電極耗散功率。耗散功率與電晶體的最高允許結溫和集電極最大電流有密切關係。矽管的結溫允許值大約為150°C，鍺管的結溫允許值為85°C左右。要保證管子結溫不超過允許值,就必須將產生的熱散發出去.電晶體在使用時，其實際功耗不允許超過PCM值，否則會造成電晶體因過載而損壞。
分類/耗散功率
通常將耗散功率PCM小於1W的電晶體稱為小功率電晶體，PCM等於或大於1W、小於5W的電晶體被稱為中功率電晶體，將PCM等於或大於5W的電晶體稱為大功率電晶體。
原理/耗散功率編輯
如果給電晶體發射結施加正向偏壓，給集電結施加反向偏壓，使電晶體正常工作，那么電源在電晶體總的耗散功率為：.實際使用時，集電極允許耗散功率和散熱條件與工作環境溫度有關,增加散熱片或增加風冷卻,可提高PCM。所以在使用中應特別注意值IC不能過大，散熱條件要好。
耗散功率和電晶體的熱阻有很大的關係.而電晶體的熱阻是表征電晶體散熱能力的一個基本參量,該參量對於大功率電晶體的設計,製造和使用尤為重要.所謂熱阻就是單位耗散功率引起結溫升高的度數，其單位為℃/W。可由下面的公式表示:
積體電路的熱阻和電晶體的熱阻大至相同.積體電路(IC)的散熱主要有兩個方向，一個是由封裝上表面傳到空氣中，另一個則是由IC向下傳到PCB板上，再由板傳到空氣中。當IC以自然對流方式傳熱時，向上傳的部分很小，而向下傳到板子則占了大部分，以導線腳或是以球連線於板上的方式，其詳細的散熱模式不盡相同。
封裝熱阻的改善手段主要可透過結構設計、材料性質改變以及外加散熱增進裝置三種方式.其中影響最大的加裝散熱器,但這會增加製造成本和複雜性。
封裝熱阻的改善手段主要可透過結構設計、材料性質改變以及外加散熱增進裝置三種方式.其中影響最大的加裝散熱器,但這會增加製造成本和複雜性。
設計計算/耗散功率編輯
雙極型電晶體
BJT的總耗散功率為Pc=IeVbe+IcVcb+Icrcs≈IcVcb），並且Pc關係到輸出的最大交流功率Po：Po=(供給電晶體的直流功率Pd)–(電晶體耗散的功率Pc)=[η/(1–η)]Pc∝Pc，即輸出交流功率與電晶體的耗散功率成正比（η=Po/Pd是轉換效率）。電晶體功率的耗散(消耗)即發熱，如果此熱量不能及時散發掉,則將使集電結的結溫Tj升高,這就限制了輸出功率的提高；最高結溫Tjm（一般定為175oC）時所對應的耗散功率即為最大耗散功率Pcm。為了提高Po，就要求提高Pc,但Pc的提高又受到結溫的限制，為使結溫不超過Tjm，就需要減小電晶體的熱阻Rt；最大耗散功率Pcm∝1/Rt。最高結溫Tjm時所對應的最大耗散功率為(Pcms≥Pcm)：穩態時，Pcm=(Tjm–Ta)/Rt；瞬態時，Pcms=(Tjm–Ta)/Rts。
提高PCM的措施，主要是降低熱阻RT和降低環境溫度Ta；同時，電晶體在脈衝和高頻工作時,PC增大,安全工作區擴大，則最大耗散功率增大，輸出功率也相應提高。
MOSFET
其最大輸出功率也要受到器件散熱能力的限制：Pcm=(Tjm–Ta)/Rt，MOSFET的最高結溫Tjm仍然定為175oC,發熱中心是在漏結附近的溝道表面處,則Rt主要是晶片的熱阻(熱阻需要採用計算傳輸線特徵阻抗的方法來求出)。
三極體的耗散功率
三極體耗散功率也稱集電極最大允許耗散功率PCM，是指三極體參數變化不超過規定允許值時的最大集電極耗散功率。耗散功率與電晶體的最高允許結溫和集電極最大電流有密切關係。矽管的結溫允許值大約為150°C，鍺管的結溫允許值為85°C左右。
要保證管子結溫不超過允許值,就必須將產生的熱散發出去.電晶體在使用時，其實際功耗不允許超過PCM值，否則會造成電晶體因過載而損壞。
