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含三極體在內的所有大功率半導體器件,工作期間必然要發熱。為了達到其標稱額定功率,必須要加足夠大的散熱片。下面的曲線展示的是3DD15輸出功率與溫度間的關係。可見,未加散熱片時,其輸出功率會隨著溫度的升高而急劇下降。
導熱矽脂是填充熱源與散熱器件之間的介質,以有機矽酮為主要原料,具有良好的導熱效能,當然塗了更好。因為以矽脂為介質,能夠降低大功率器件與散熱板之間的熱阻,使二者緊密結合。如果手頭沒有的話,將大功率三極體與散熱片直接固定也可,但所選的散熱片必須足夠大。
塑封的功率器件,其背部(靠散熱片的一面)也必然是金屬的,使用時也必須要加散熱片。此外,大功率三極體的外殼一般與集電極C相連,加散熱片時務必注意要否採取絕緣措施。
大功率三極體的背面與散熱板之間需要塗導熱矽脂,下面詳細說明一下具體的原因(請關注:口口木的筆記)
塗導熱矽脂的目的塗導熱矽脂的目的是提高散熱能力,它是透過降低功率器件與散熱器之間的接觸熱阻來實現的。不管是器件還是散熱器,它們的表面人眼看起來感覺很平整,但事實確不是這樣,如果用高倍放大鏡觀察,他們的表面都是坑坑窪窪的。
導熱矽脂就是用來填補這些坑坑窪窪的間隙。空氣的導熱係數只有0.024W/mK,而一般的導熱矽脂的導熱係數為1W/mK,可見這就是為什麼要塗導熱矽脂的原因。
塗導熱矽脂的誤區在我多年的工作中,發現有很多人並不知道導熱矽脂該怎樣塗。他們下意識地認為塗的越多效果越好,其實這是一個誤區。這個還得從不同材料的導熱係數說起,前文已說過一般導熱矽脂的導熱係數為1W/mK。一般功率器件的散熱面和散熱器的材料是銅或鋁,而銅和鋁的導熱係數分別是390W/mK和 237W/mK,遠遠大於導熱矽脂的導熱係數。如果塗的太厚的話,從微觀上看,器件接觸面真正直接接觸的佔比就會變小,接觸熱阻就會增大。這就是塗的太厚是個誤區的原因。