Полупроводниковый блок

Полупроводниковый блок

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

СОЮЗ СОВЕТСНИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (51) 5 Н Ol L 23/36

L"- ЛЯ .- - "4.=Ецио — 1

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

И ASTOPCHOMY СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

00 ДЕЛАМ ИЭОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ

1(46) 07.09.90.Бюл. 9 33 (21) 4084732/24-25 (22) 04.07.86 (72) P.Á.Ефименков, Т.В.Захарова, Ф.М.Кудрявцев и В.В.Разоренов (53) 621.382.002(088 ° 8) (56) Комплексы звуковоспроизводящей универсальной аппаратуры типа КЗВП-30, Паспорт, ЛОМО, 1983, с.33.

Патент США Ф 3377524, кл. 357-81, 1968. (54) ПОЛУПРОВОДНИКОВЬ1й БЛОК.SU„„1414235 A1 (57) Изобретение относится к электротехнике. Целью изобретения является повышение надежности работы полупроводникового прибора в импульсном режиме. Полупроводниковый блок содержит полупроводниковый прибор (с тепловыделяющим элементом), установленный на радиаторе через изолятор и теплопроводящий элемент, размеры которого зависят от размеров тепловыделяющего элемента. 1 ил.

1414235

Изобретение относится к области электротехники, в. частности, к тем .ее областям, где применяются мощные полупроводниковые приборы с пиковой мощностью свьш1е 5 Вт, изолированные электрически от теплорассеивающих радиаторов.

Целью изобретения является повышение надежности работы полупроводнико-10 ( вого прибора в импульсном режиме.

В полупроводниковом блоке, содержащем полупроводниковый прибор с кристаллом, являющимся тепловыделяющим элементом, установленный на радиаторе через изолятор и теплопроводник, последний имеет толщину не менее двух длин тепловыделяющего элемента, а площадь поперечного сечения, превышающую площадь тепловыделяющего элемента не менее, чем в сто раз.

Если в качестве материала теплопроводника взять вещество с большой удельной теплоемкостью или вещество, имеющее фазовый переход в рабочем ди-25 апазоне температур (например, калий), то при импульсном характере генерации тепла указанный теплопроводник будет способен накапливать большое количество тепла при небольших повы! шеннях температуры теплопроводника, а затем в промежутках между импульса:;м траспортировать это тепло через. -::лолятор на радиатор с большим расши:-:.:нием теплового потока. Такое выполя.:.нн.- теплоироводника придает ему

35 ,.эейства теплонакопителя-теплорасшириля, что позволяет пропускать через полулроводниковый прибор не только стационарный тепловой поток, который 40 апр ...влен по перпендикуляру к поверх.ости источника тепла, но и расширять . его в поперечном направлении с одно" „;-.еменным- накоплением тепла в объеме указанного теплопроводника, в том числе и за счет скрытой теплоты плавления °

На чертеже показан предлагаемый полупроводниковый. блок.

Он содеРжит полупроводниковый при-50 бор 1 с кристаллом 2, который установлен на радиатор 3 через теплопро-, водник 4 и изолятор 5. При импульсном режиме сигнала через полупроводниковый прибор 1 проходит пиковая мощность свыше 5 Вт, и кристалл 2 полу55 преводникшвого прибора I нагревается.

Тепло транспортируется на теплопроводник 4 и далее чере изолятор 5 передается радиатору 3. Если толщина теплопроводннка 4 будет менее двух длин кристалла 2, а площадь не будет превышать н сто раз площадь кристалла 2 полупроводникового прибора 1, то при импульсном характере сигнала

„ тепло не будет успевать развертываться и транспортироваться на радиатор 3, что приведет к перегреву и выходу из строя кристалла 2 полупроводникового прибора 1.

Пример 1. В усилителе КЗВПЗО устанавливают полупроводниковый блок с транзистором КТ808, Кристалл имеет размеры 5х5х0,7 мм и установлен в корпусе типа ТО-3. Толщина металлического корпуса транзистора в районе кристалла 1,2 мм. При импульсном режиме этого недостаточно для расширения теплового потока, поэтому изоляция между корпусом транзистора и радиатором встречает плотный тепловой поток и оказывает максимально вредное сопротивление этому потоку. На звуковых сигналах кристалл перегревается и выходит из строя, а крайние точки корпуса транзистора и радиатор остаются холодными. Для того, чтобы это устранить, вводят теплопроводник,. электрически не изолированный от корпуса полупроводникового прибора, но изолированный от радиатора. Толщина теплопроводника — 10 мм, а площадь — 25 см . При таком выполнении полупроводникового блока .надежность на звуковых сигналах с пик-фактором

40/1 повышается в 100 раз, поскольку расчетное значение мощности при импульсном режиме может превышать в

1600 раз среднюю расчетную мощность, а площадь теплопроводника в 100 раз больше площади кристалла.

Введение в полупроводниковый блок теплопроводника позволяет снизить тепловое сопротивление транзисторокружающая среда за счет более равномерной загрузки радиатора и более рационального места постановки пре" пятствия тепловому потоку, снизить пульсации температуры, возникающие в транзисторе при работе от импульсных сигналов, почти в 40 раз (время разогрева транзистора без теплонакопителя в корпусе ТО"3 мощностью 32 Вт 1 с, с теплонакопителем — 39 с до +100 С без радиатора).

Использование в качестве теплопроводника изоляционного материала

1414235

Составитель Н.Листвина

Редактор H.Êîëÿäà Техред М.Ходанич

Корректор Л.Патай

Тираж 453 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР ао делам иэобретейий -.и открытий

113035, Москва, Ж-35 ° Рауаская наб., д, 4/5

Заказ 3319

Производственно-полиграфическое предприятие, г. ужгород, ул. Проектная, 4 с хорошей теплолрс1водлмостью н теплоемкостью (например, алмаза илн сапфира), но не проводящего электрический ток - изолятора, позволит эа счет удаления слюды, изолирующей теллонакопитель-теплорасшнритель от радиатора еще больше повысить эффективность эа счет уменьшения общего теплового сопротивления.

С помощью предлагаемого полупроводникового блока с укаэанными размерами теалопроводника можно повышать надежность в 100 и более pas. Расчет не учитывает объемное накопление теп4 лл в теплонвкопителе, что ласт еще больший эффект.

Формула и з о б р е т е н и я

Полулроводниковый блок, состоящий

5 иэ полулроводникового кристалла в корпусе, установленного на радиаторе через изолятор и те йопроводник, о тл и ч а ю шийся тем, что, с це- . лью повышения надежности работы в импульсном режиме, те лопроводник имеет толщину не менее двух дли» кристалла, а площадь нонеречного сечения теплопроводника больше площади поперечного сечения кристалла не менее, чем в !00 раэ.