بجلی اور الیکٹرانکس

ٹرانزسٹر حرارت اور ہیٹ سنک کیلکولیٹر

جنکشن درجہ حرارت، حرارتی مارجن، زیادہ سے زیادہ طاقت کے نقصان اور ہیٹ سنک مزاحمت کا اندازہ لگائیں۔

درج کردہ قدریں

آپ کے نتائج

جنکشن درجہ حرارت کا اندازہ: —

درجہ حرارت مارجن: —

درجہ حرارت میں اضافہ: —

زیادہ سے زیادہ ضائع طاقت کا اندازہ: —

ہیٹ سنک کی زیادہ سے زیادہ حرارتی مزاحمت: —

فارمولا—

جنکشن کے درجۂ حرارت کا تخمینہ لگائیں اور ہیٹ سنک کی مزاحمت کا موازنہ کریں

معلوم تحلیل شدہ طاقت والے ایک ٹرانزسٹر یا دوسرے آلے کے مستقل حالت میں جنکشن کے درجۂ حرارت کا تخمینہ لگائیں۔ ہیٹ سنک کے بغیر پیکیج کا ماڈل یا بیرونی خول، تنصیب کے واسطے اور ہیٹ سنک سے گزرتا سلسلہ وار حرارتی راستہ منتخب کریں۔ درجۂ حرارت میں اضافے، گنجائش اور ماڈل کردہ زیادہ سے زیادہ تحلیل شدہ طاقت کا موازنہ کریں۔ یہ حساب عارضی گرم ہونے، آلات کے درمیان حرارتی اتصال یا PCB سے گزرنے والے متوازی حرارتی راستوں کی نقل نہیں کرتا۔

مرحلہ وار رہنمائی

ہیٹ سنک کے ساتھ یا بغیر منتخب کریں اور آلے میں تحلیل شدہ طاقت W میں درج کریں۔ آلے میں پیدا ہونے والی حرارت استعمال کریں، لوڈ کو فراہم کردہ طاقت نہیں۔ MOSFET کیلکولیٹر کا لنک ٹرانزسٹر کے ضیاع کا تخمینہ پہلے سے بھر سکتا ہے؛ اس قدر کو اپنی مطلوبہ عملی حالت کے مطابق جانچیں۔
محیطی درجۂ حرارت اور جنکشن کے درجۂ حرارت کی اپنی منتخب حد °C میں درج کریں۔ ہیٹ سنک کے بغیر جنکشن سے ماحول تک مزاحمت θJA درج کریں۔ ہیٹ سنک کے ساتھ جنکشن سے بیرونی خول تک θJC، بیرونی خول سے ہیٹ سنک تک θCS اور ہیٹ سنک سے ماحول تک θSA، °C/W میں درج کریں۔
جنکشن کا درجۂ حرارت، درجۂ حرارت میں اضافہ اور گنجائش ایک ساتھ پڑھیں۔ درج کردہ ہیٹ سنک مزاحمت کا حساب کردہ زیادہ سے زیادہ تقاضے سے موازنہ کریں۔ نتیجہ جانچنے کے لیے تحلیل شدہ طاقت، محیطی درجۂ حرارت یا حرارتی مزاحمت بدلیں، پھر مناسب عملی گنجائش رکھیں اور حقیقی اسمبلی کی تصدیق کریں۔

ترتیبات اور حدود

حرارتی راستہ اور محیطی درجۂ حرارت: ہیٹ سنک کے بغیر ماڈل θJA استعمال کرتا ہے؛ ہیٹ سنک والے طریقے میں θJC + θCS + θSA جمع ہوتے ہیں۔ جنکشن کا درجۂ حرارت، محیطی درجۂ حرارت اور تحلیل شدہ طاقت کو مجموعی حرارتی مزاحمت سے ضرب دینے کے حاصل کے مجموعے کے برابر ہے۔ اسمبلی کے قریب مقامی عملی محیطی درجۂ حرارت استعمال کریں۔ حرارتی مزاحمت پیکیج، PCB، تنصیب کے واسطے، ہوا کے بہاؤ اور تنصیب پر منحصر ہے؛ ڈیٹا شیٹ کی قدر کے لیے موافق شرائط ضروری ہیں۔
جنکشن کی حد اور طاقت کی گنجائش: جنکشن کی حد آپ کی منتخب قدر ہے، پرزے کے نمبر سے اخذ کردہ مقررہ حد نہیں۔ گنجائش اس حد سے تخمینی جنکشن کا درجۂ حرارت منفی کرنے پر ملتی ہے۔ ماڈل کردہ زیادہ سے زیادہ تحلیل شدہ طاقت، دستیاب درجۂ حرارت کے اضافے کو مجموعی حرارتی مزاحمت سے تقسیم کرنے پر ملتی ہے؛ اگر محیطی درجۂ حرارت پہلے ہی حد سے زیادہ ہو تو اسے صفر تک محدود رکھا جاتا ہے۔
مطلوبہ ہیٹ سنک مزاحمت: زیادہ سے زیادہ مجاز θSA، (جنکشن کی حد − محیطی درجۂ حرارت) / تحلیل شدہ طاقت − θJC − θCS ہے۔ اس ماڈل میں کم مثبت θSA سے درجۂ حرارت کا اضافہ کم ہوتا ہے۔ مطلوبہ قدر محیطی درجۂ حرارت اور طاقت کے ساتھ بدلتی ہے؛ یہ کوئی ہیٹ سنک منتخب نہیں کرتی اور نہ ہی اسے مشترک استعمال کرنے والے دوسرے آلے کو مدنظر رکھتی ہے۔

عملی مثال

ہیٹ سنک والے طریقے میں تحلیل شدہ طاقت 5 W، محیطی درجۂ حرارت 40 °C اور جنکشن کی حد 125 °C منتخب کریں۔ θJC = 2 °C/W، θCS = 0.5 °C/W اور θSA = 10 °C/W درج کریں۔ مجموعی مزاحمت 12.5 °C/W، درجۂ حرارت کا اضافہ 62.5 °C اور جنکشن کا درجۂ حرارت 102.5 °C ہے۔

متوقع نتیجہ
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

گنجائش 22.5 °C، ماڈل کردہ زیادہ سے زیادہ تحلیل شدہ طاقت 6.8 W اور ہیٹ سنک کی زیادہ سے زیادہ مزاحمت 14.5 °C/W ہے۔ صرف θSA کو 20 °C/W کرنے سے جنکشن کا درجۂ حرارت 152.5 °C اور گنجائش −27.5 °C ملتی ہے۔ ہیٹ سنک کے بغیر، درج کردہ θJA کی قدر 20 °C/W ہونے پر اسی طاقت اور محیطی درجۂ حرارت کے لیے جنکشن کا درجۂ حرارت 140 °C ہوتا۔

سوالات اور مسائل کا حل

کیا میں کسی بھی PCB کے لیے ڈیٹا شیٹ کی θJA قدر دوبارہ استعمال کر سکتا ہوں؟

θJA میں مخصوص بورڈ اور اردگرد کے ماحول کے ذریعے حرارت کی منتقلی شامل ہے، اس لیے یہ صرف پیکیج کی کوئی آفاقی مستقل قدر نہیں۔ اپنے PCB، ہوا کے بہاؤ اور بند ڈبے کے مطابق مستند قدر استعمال کریں یا اسمبلی کی خصوصیات ناپیں۔ بورڈ کے تانبے یا قریبی حرارتی ذرائع کو بدلنے سے مؤثر راستہ بدل سکتا ہے۔

محدود حرارتی مزاحمت والا غیر فعال ہیٹ سنک ممکن نہ ہونے کا کیا مطلب ہے؟

جنکشن سے بیرونی خول اور واسطے کے اجزا درجۂ حرارت کی دستیاب گنجائش استعمال کر لینے کے بعد ہیٹ سنک کی باقی مجاز مزاحمت صفر یا منفی ہے۔ صرف ہیٹ سنک کو بہتر کرنے سے ان ماڈل کردہ ان پٹ اقدار کو محدود مثبت مزاحمت کے ساتھ پورا نہیں کیا جا سکتا۔ طاقت یا محیطی درجۂ حرارت کم کریں، راستے کے دوسرے اجزا بہتر کریں یا مناسب بنیاد پر مقرر کردہ حد پر نظرثانی کریں۔

صفر تحلیل شدہ طاقت پر ہیٹ سنک کا کوئی تقاضا کیوں نہیں دکھایا جاتا؟

اس مستقل حالت والے ماڈل میں صفر حرارت کے ساتھ جنکشن کا درجۂ حرارت محیطی درجۂ حرارت کے برابر ہوتا ہے اور طاقت کی بنیاد پر ہیٹ سنک کی کوئی مزاحمت حساب کرنے کو نہیں ہوتی۔ پھر بھی محیطی درجۂ حرارت کا جنکشن کی حد سے موازنہ ضروری ہے۔ ٹول صفر تحلیل شدہ طاقت قبول کرتا ہے، مگر مجموعی حرارتی مزاحمت مثبت ہونا ضروری ہے۔