耗散功率是什么，耗散功率計(jì)算公式分享-KIA MOS管

晶體管耗散功率也稱集電極最大允許耗散功率PCM，是指晶體管參數(shù)變化不超過(guò)規(guī)定允許值時(shí)的最大集電極耗散功率。耗散功率與晶體管的最高允許結(jié)溫和集電極最大電流有密切關(guān)系。硅管的結(jié)溫允許值大約為150°C，鍺管的結(jié)溫允許值為85°C左右。要保證管子結(jié)溫不超過(guò)允許值,就必須將產(chǎn)生的熱散發(fā)出去.晶體管在使用時(shí)，其實(shí)際功耗不允許超過(guò)PCM值，否則會(huì)造成晶體管因過(guò)載而損壞。

通常將耗散功率PCM小于1W的晶體管稱為小功率晶體管，PCM等于或大于1W、小于5W的晶體管被稱為中功率晶體管，將PCM等于或大于5W的晶體管稱為大功率晶體管。

晶體管耗散功率是指晶體管在工作過(guò)程中消耗的電能，通常以瓦特（Watt）為單位來(lái)表示。

它代表了晶體管內(nèi)部的能量損耗，主要由兩個(gè)部分組成：

導(dǎo)通狀態(tài)時(shí)的功耗： 當(dāng)晶體管處于導(dǎo)通狀態(tài)時(shí)，電流流經(jīng)晶體管的通道，導(dǎo)致通道中的電阻產(chǎn)生功耗。這部分功耗通常由晶體管的導(dǎo)通電阻（通常以RDS(on)表示）和電流大小決定。

截止?fàn)顟B(tài)時(shí)的功耗： 當(dāng)晶體管處于截止?fàn)顟B(tài)時(shí)，雖然電流不流過(guò)晶體管，但由于存在漏電流（主要是由于熱激發(fā)引起的），仍然會(huì)有一小部分功耗。

晶體管耗散功率的理解對(duì)于電子電路設(shè)計(jì)非常重要，因?yàn)樗苯雨P(guān)系到晶體管的溫度升高和性能穩(wěn)定性。較高的耗散功率會(huì)導(dǎo)致晶體管升溫，而過(guò)熱可能會(huì)損壞晶體管或降低其壽命。因此，電子工程師需要在設(shè)計(jì)中考慮降低耗散功率的方法，以確保電路的可靠性。

耗散功率計(jì)算公式

最大耗散功率（Maximum dissipation power）：

（1）對(duì)于雙極型晶體管：

BJT的總耗散功率為Pc=Ie Vbe + Ic Vcb + Ic rcs ≈ Ic Vcb），并且Pc關(guān)系到輸出的最大交流功率Po：Po = (供給晶體管的直流功率Pd) – (晶體管耗散的功率Pc) = [η/(1–η)]Pc ∝ Pc，即輸出交流功率與晶體管的耗散功率成正比（η= Po / Pd是轉(zhuǎn)換效率）。

晶體管功率的耗散(消耗)即發(fā)熱，如果此熱量不能及時(shí)散發(fā)掉, 則將使集電結(jié)的結(jié)溫Tj升高, 這就限制了輸出功率的提高；最高結(jié)溫Tjm（一般定為175 oC）時(shí)所對(duì)應(yīng)的耗散功率即為最大耗散功率Pcm 。

為了提高Po，就要求提高Pc, 但Pc的提高又受到結(jié)溫的限制，為使結(jié)溫不超過(guò)Tjm，就需要減小晶體管的熱阻Rt；最大耗散功率Pcm ∝1/ Rt 。最高結(jié)溫Tjm時(shí)所對(duì)應(yīng)的最大耗散功率為(Pcms≥Pcm )：穩(wěn)態(tài)時(shí)， Pcm = (Tjm–Ta) / Rt ；瞬態(tài)時(shí)，Pcms = (Tjm–Ta) / Rts 。

提高PCM的措施，主要是降低熱阻RT和降低環(huán)境溫度Ta ；同時(shí)，晶體管在脈沖和高頻工作時(shí), PC增大, 安全工作區(qū)擴(kuò)大，則最大耗散功率增大，輸出功率也相應(yīng)提高。

（2）對(duì)于MOSFET：

其最大輸出功率也要受到器件散熱能力的限制：Pcm = (Tjm–Ta) / Rt，MOSFET的最高結(jié)溫Tjm仍然定為175 oC, 發(fā)熱中心是在漏結(jié)附近的溝道表面處, 則Rt主要是芯片的熱阻 (熱阻需要采用計(jì)算傳輸線特征阻抗的方法來(lái)求出)。

降低晶體管的耗散功率可以采取以下方法：

選擇低導(dǎo)通電阻（RDS(on)）的晶體管： 較低的導(dǎo)通電阻會(huì)減少導(dǎo)通狀態(tài)下的功耗。

有效的電源管理： 在不需要時(shí)將晶體管置于截止?fàn)顟B(tài)，以減小截止?fàn)顟B(tài)下的漏電流。

散熱設(shè)計(jì)： 提供足夠的散熱措施，如散熱器，以降低晶體管的溫度。

電流限制： 控制電流大小，以確保晶體管工作在安全的范圍內(nèi)，避免過(guò)度耗散功率。

聯(lián)系方式：鄒先生

聯(lián)系電話：0755-83888366-8022

手機(jī)：18123972950（微信同號(hào)）

QQ：2880195519

聯(lián)系地址：深圳市福田區(qū)金田路3037號(hào)金中環(huán)國(guó)際商務(wù)大廈2109

請(qǐng)搜微信公眾號(hào):“KIA半導(dǎo)體”或掃一掃下圖“關(guān)注”官方微信公眾號(hào)

請(qǐng)“關(guān)注”官方微信公眾號(hào):提供  MOS管  技術(shù)幫助

免責(zé)聲明：本網(wǎng)站部分文章或圖片來(lái)源其它出處，如有侵權(quán)，請(qǐng)聯(lián)系刪除。