Electricidad y electrónica

Calculadora térmica de transistor y disipador

Estima temperatura de unión, margen térmico, disipación máxima y resistencia térmica del disipador.

Tus datos

Tus resultados

Temperatura de unión estimada: —

Margen de temperatura: —

Aumento de temperatura: —

Disipación máxima estimada: —

Resistencia térmica máxima del disipador: —

Fórmula—

Estimar la temperatura de unión y comparar la resistencia del disipador

Estime la temperatura de unión en régimen permanente de un transistor u otro dispositivo con una disipación conocida. Elija un modelo de encapsulado sin disipador o una trayectoria térmica en serie a través de la carcasa, la interfaz de montaje y el disipador. Compare el aumento de temperatura, el margen y la disipación máxima modelada. El cálculo no simula el calentamiento transitorio, el acoplamiento térmico entre dispositivos ni las trayectorias térmicas en paralelo a través de la PCB.

Paso a paso

Elija con o sin disipador e introduzca la disipación del dispositivo en W. Use el calor generado en el dispositivo, no la potencia entregada a la carga. Un enlace desde la calculadora de MOSFET puede rellenar su estimación de pérdidas del transistor; compruebe ese valor respecto a la condición de funcionamiento prevista.
Introduzca la temperatura ambiente y el límite de temperatura de unión elegido en °C. Sin disipador, introduzca la resistencia de unión a ambiente θJA. Con disipador, introduzca la resistencia de unión a carcasa θJC, de carcasa a disipador θCS y de disipador a ambiente θSA en °C/W.
Lea conjuntamente la temperatura de unión, el aumento de temperatura y el margen. Compare la resistencia del disipador introducida con el requisito máximo calculado. Cambie la disipación, la temperatura ambiente o la resistencia térmica para examinar el resultado y después deje un margen de funcionamiento adecuado y verifique el montaje físico.

Ajustes y límites

Trayectoria térmica y temperatura ambiente: El modelo sin disipador usa θJA; el modo con disipador suma θJC + θCS + θSA. La temperatura de unión es la temperatura ambiente más la disipación multiplicada por la resistencia térmica total. Use la temperatura ambiente local de funcionamiento cerca del montaje. La resistencia térmica depende del encapsulado, la PCB, la interfaz de montaje, el flujo de aire y la instalación; un valor de la ficha técnica requiere condiciones compatibles.
Límite de unión y margen de potencia: El límite de unión es un valor elegido por usted, no un valor nominal deducido de una referencia de componente. El margen es ese límite menos la temperatura de unión estimada. La disipación máxima modelada es el aumento de temperatura disponible dividido por la resistencia térmica total, limitado a cero cuando la temperatura ambiente ya supera el límite.
Resistencia del disipador requerida: La θSA máxima permitida es (límite de unión − temperatura ambiente) / disipación − θJC − θCS. Una θSA positiva menor produce un aumento de temperatura menor en este modelo. El valor requerido cambia con la temperatura ambiente y la potencia; no selecciona un disipador ni tiene en cuenta otro dispositivo que lo comparta.

Ejemplo resuelto

Elija el modo con disipador con una disipación de 5 W, una temperatura ambiente de 40 °C y un límite de unión de 125 °C. Introduzca θJC = 2 °C/W, θCS = 0.5 °C/W y θSA = 10 °C/W. La resistencia total es 12.5 °C/W, el aumento de temperatura es 62.5 °C y la temperatura de unión es 102.5 °C.

Resultado esperado
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

El margen es 22.5 °C, la disipación máxima modelada es 6.8 W y la resistencia máxima del disipador es 14.5 °C/W. Cambiar solo θSA a 20 °C/W da una temperatura de unión de 152.5 °C y un margen de −27.5 °C. Sin disipador, una θJA introducida de 20 °C/W daría en cambio una temperatura de unión de 140 °C para la misma potencia y temperatura ambiente.

Preguntas y solución de problemas

¿Puedo reutilizar un valor de θJA de una ficha técnica para cualquier PCB?

θJA incluye la transferencia de calor a través de la placa especificada y su entorno, por lo que no es una constante universal propia únicamente del encapsulado. Use un valor justificado para su PCB, flujo de aire y carcasa, o caracterice el montaje. Cambiar el cobre de la placa o las fuentes de calor cercanas puede cambiar la trayectoria efectiva.

¿Qué significa que no exista un disipador pasivo finito?

La resistencia permitida restante del disipador es cero o negativa después de que los términos de unión a carcasa y de interfaz consuman el presupuesto de temperatura. Mejorar solo el disipador no puede satisfacer esas entradas modeladas con una resistencia finita positiva. Reduzca la potencia o la temperatura ambiente, mejore los otros términos de la trayectoria o revise el límite justificado.

¿Por qué una disipación nula no muestra ningún requisito de disipador?

Sin calor en este modelo de régimen permanente, la temperatura de unión equivale a la temperatura ambiente y no hay una resistencia de disipador basada en la potencia que calcular. La temperatura ambiente debe seguir comparándose con el límite de unión. La herramienta admite una disipación nula, pero exige una resistencia térmica total positiva.