বিদ্যুৎ ও ইলেকট্রনিক্স
ট্রানজিস্টর তাপ ও হিটসিঙ্ক ক্যালকুলেটর
জংশন তাপমাত্রা, তাপের মার্জিন, সর্বোচ্চ শক্তি ক্ষয় ও প্রয়োজনীয় হিটসিঙ্ক তাপীয় রোধ অনুমান করুন।
আপনার ইনপুট
আপনার ফলাফল
- জংশন তাপমাত্রার অনুমান
- —
- তাপমাত্রার মার্জিন
- —
- তাপমাত্রা বৃদ্ধি
- —
- সর্বোচ্চ ক্ষয় শক্তির অনুমান
- —
- সর্বোচ্চ হিটসিঙ্ক তাপীয় রোধ
- —
—জাংশন তাপমাত্রা অনুমান করুন ও হিটসিঙ্কের রোধ তুলনা করুন
জ্ঞাত ক্ষমতাক্ষয়সহ একটি ট্রানজিস্টর বা অন্য ডিভাইসের স্থির অবস্থার জাংশন তাপমাত্রা অনুমান করুন। হিটসিঙ্কবিহীন প্যাকেজের মডেল বা কেস, মাউন্টিং সংযোগস্থল ও হিটসিঙ্কের মধ্য দিয়ে সিরিজ তাপপথ বেছে নিন। তাপমাত্রা বৃদ্ধি, মার্জিন ও সর্বোচ্চ মডেলকৃত ক্ষমতাক্ষয়ের তুলনা করুন। গণনাটি ক্ষণস্থায়ী উত্তাপ, ডিভাইসগুলোর মধ্যে তাপীয় সংযোগ বা PCB-এর মধ্য দিয়ে সমান্তরাল তাপপথ অনুকরণ করে না।
ধাপে ধাপে
- হিটসিঙ্কসহ বা ছাড়া বেছে নিয়ে ডিভাইসের ক্ষমতাক্ষয় W-এ লিখুন। লোডে সরবরাহ করা ক্ষমতার বদলে ডিভাইসে উৎপন্ন তাপ ব্যবহার করুন। MOSFET ক্যালকুলেটরের লিংক তার ট্রানজিস্টর-ক্ষয়ের অনুমান আগে থেকে পূরণ করতে পারে; মানটি আপনার কাঙ্ক্ষিত কাজের পরিস্থিতির সঙ্গে মিলিয়ে দেখুন।
- পারিপার্শ্বিক তাপমাত্রা ও আপনার নির্বাচিত জাংশন তাপমাত্রার সীমা °C-এ লিখুন। হিটসিঙ্ক ছাড়া জাংশন-থেকে-পরিবেশ রোধ θJA দিন। হিটসিঙ্কসহ জাংশন-থেকে-কেস θJC, কেস-থেকে-হিটসিঙ্ক θCS এবং হিটসিঙ্ক-থেকে-পরিবেশ θSA-কে °C/W-এ লিখুন।
- জাংশন তাপমাত্রা, তাপমাত্রা বৃদ্ধি ও মার্জিন একসঙ্গে পড়ুন। দেওয়া হিটসিঙ্ক রোধকে গণনাকৃত সর্বোচ্চ অনুমোদিত প্রয়োজনের সঙ্গে তুলনা করুন। ফল দেখতে ক্ষমতাক্ষয়, পরিবেশ বা তাপীয় রোধ বদলান, তারপর উপযুক্ত কাজের মার্জিন রাখুন এবং বাস্তব সমাবেশ যাচাই করুন।
সেটিংস ও সীমা
- তাপপথ ও পরিবেশ
- হিটসিঙ্কবিহীন মডেল θJA ব্যবহার করে; হিটসিঙ্ক মোড θJC + θCS + θSA যোগ করে। জাংশন তাপমাত্রা হলো পারিপার্শ্বিক তাপমাত্রা ও ক্ষমতাক্ষয় গুণ মোট তাপীয় রোধের যোগফল। সমাবেশের কাছের স্থানীয় কাজের পরিবেশ ব্যবহার করুন। তাপীয় রোধ প্যাকেজ, PCB, মাউন্টিং সংযোগস্থল, বায়ুপ্রবাহ ও স্থাপনের ওপর নির্ভর করে; ডেটাশিটের মানের জন্য সামঞ্জস্যপূর্ণ পরিস্থিতি দরকার।
- জাংশন সীমা ও ক্ষমতার মার্জিন
- জাংশন সীমা আপনার বেছে নেওয়া মান, যন্ত্রাংশের নম্বর থেকে অনুমিত রেটিং নয়। মার্জিন হলো সেই সীমা থেকে আনুমানিক জাংশন তাপমাত্রা বাদ দিলে যা থাকে। সর্বোচ্চ মডেলকৃত ক্ষমতাক্ষয় হলো উপলব্ধ তাপমাত্রা বৃদ্ধি ভাগ মোট তাপীয় রোধ; পরিবেশ ইতিমধ্যে সীমার ওপরে থাকলে একে শূন্যে সীমিত রাখা হয়।
- প্রয়োজনীয় হিটসিঙ্ক রোধ
- সর্বোচ্চ অনুমোদিত θSA হলো (জাংশন সীমা − পরিবেশ) / ক্ষমতাক্ষয় − θJC − θCS। কম ধনাত্মক θSA এই মডেলে কম তাপমাত্রা বৃদ্ধি দেয়। প্রয়োজনীয় মান পরিবেশ ও ক্ষমতার সঙ্গে বদলায়; এটি হিটসিঙ্ক বেছে নেয় না বা একই হিটসিঙ্ক ভাগ করা অন্য ডিভাইসকে হিসাবে ধরে না।
সমাধানসহ উদাহরণ
হিটসিঙ্ক মোডে ক্ষমতাক্ষয় 5 W, পরিবেশ 40 °C এবং জাংশন সীমা 125 °C বেছে নিন। θJC = 2 °C/W, θCS = 0.5 °C/W এবং θSA = 10 °C/W লিখুন। মোট রোধ 12.5 °C/W, তাপমাত্রা বৃদ্ধি 62.5 °C এবং জাংশন তাপমাত্রা 102.5 °C।
| θ | TJ | ΔT | Tlimit − TJ | Pmax |
|---|---|---|---|---|
| θSA = 10 °C/W | 102.5 °C | 62.5 °C | 22.5 °C | 6.8 W |
| θSA = 20 °C/W | 152.5 °C | 112.5 °C | −27.5 °C | 3.77778 W |
| θJA = 20 °C/W | 140 °C | 100 °C | −15 °C | 4.25 W |
মার্জিন 22.5 °C, সর্বোচ্চ মডেলকৃত ক্ষমতাক্ষয় 6.8 W এবং সর্বোচ্চ হিটসিঙ্ক রোধ 14.5 °C/W। শুধু θSA-কে 20 °C/W করলে জাংশন তাপমাত্রা 152.5 °C এবং মার্জিন −27.5 °C হয়। হিটসিঙ্ক ছাড়া θJA-তে 20 °C/W দিলে একই ক্ষমতা ও পরিবেশে জাংশন তাপমাত্রা হবে 140 °C।
প্রশ্ন ও সমস্যা সমাধান
ডেটাশিটের θJA মান কি যেকোনো PCB-তে ব্যবহার করা যায়?
θJA-তে নির্দিষ্ট বোর্ড ও আশপাশ দিয়ে তাপ সঞ্চালন অন্তর্ভুক্ত থাকে, তাই এটি শুধু প্যাকেজের সর্বজনীন ধ্রুবক নয়। আপনার PCB, বায়ুপ্রবাহ ও আবরণের জন্য যুক্তিসংগত মান ব্যবহার করুন বা সমাবেশের বৈশিষ্ট্য পরীক্ষা করে নির্ণয় করুন। বোর্ডের তামা বা কাছের তাপের উৎস বদলালে কার্যকর পথ বদলাতে পারে।
কোনো সসীম নিষ্ক্রিয় হিটসিঙ্ক সম্ভব নয় মানে কী?
জাংশন-থেকে-কেস ও সংযোগস্থলের পদগুলো তাপমাত্রার বাজেট ব্যবহার করার পরে অবশিষ্ট অনুমোদিত হিটসিঙ্ক রোধ শূন্য বা ঋণাত্মক। শুধু হিটসিঙ্ক উন্নত করে সসীম ধনাত্মক রোধ দিয়ে ওই মডেলকৃত ইনপুটের শর্ত পূরণ করা যায় না। ক্ষমতা বা পরিবেশের তাপমাত্রা কমান, পথের অন্য পদগুলো উন্নত করুন বা যুক্তিসংগত সীমাটি সংশোধন করুন।
শূন্য ক্ষমতাক্ষয়ে হিটসিঙ্কের প্রয়োজন দেখায় না কেন?
এই স্থির অবস্থার মডেলে তাপ শূন্য হলে জাংশন তাপমাত্রা পরিবেশের সমান এবং ক্ষমতাভিত্তিক হিটসিঙ্ক রোধ গণনা করার কিছু থাকে না। তবুও পরিবেশকে জাংশন সীমার সঙ্গে তুলনা করতে হবে। টুল শূন্য ক্ষমতাক্ষয় গ্রহণ করে, তবে মোট তাপীয় রোধ ধনাত্মক হতে হবে।