2017-03-13

Prąd przewodzenia tranzystora, a heroizm wyprowadzeń

Pewien internauta na mojej stronie wysunął taką hipotezę: „Fajne te tranzystory takie mocne! Zastanawia mnie jednak, rzeczywistość. Taki BUZ11 którego prąd dostępny jest w obudowach TO220, średnica wyprowadzenia to 0.51 mm, daje to maksymalny prąd około 9A. Rozumiem, że to w pewnym sensie bubel, co mi po tranzystorze o 33A prądu ciągłego, skoro odpadną końcówki przy 9A. Chcąc puścić 20A muszę kupić trzy takie”. Na pierwszy rzut oka rozumowanie wydaje się właściwe. Jednak tak nie jest. Internauta, niewątpliwie kierował się obciążeniem przewodów stosowanych w instalacjach elektrycznych np.: w domu.

Według tabeli obciążenia takich przewodów jest rzeczywiście wyszczególnione obciążenie takiego przewodu o średnicy 0.51mm na ok. 9 amper. Jednak przy ustalaniu takich parametrów jest brana pod uwagę izolacja przewodu, ilość żył w izolacji, temperatura przewodu podczas ciągłego obciążenia i inne.W przypadku tranzystora jest zupełnie inaczej. Nie można traktować wyprowadzeń jako przewodu elektrycznego, a jako złącze.

Obliczmy rezystancję takiego złącza (wyprowadzenia) wspomnianego tranzystora BUZ11. Wyprowadzenie tranzystora ma kształt płaskownika ( przy tranzystorze jest szerszy a niżej jest węższy ale pomińmy to). Według katalogu szerokość wynosi 0.75mm, głębokość 0.5mm i długość razem z odcinkiem zatopionym w obudowie ok. 20mm.

Według wzoru  R=p*L/S obliczmy rezystancję.

Podstawiamy:

P – rezystywność, czyli oporność właściwa miedzi (1.68*10-08 Ω*m)

L – długość (20mm)

S – przekrój (0.75*0.5=0.375)

R – wychodzi nam w zaokrągleniu 0.896mΩ

Rezystancja złącza BUZ11 według katalogu wynosi 0.04Ω, rezystancja obliczanego złącza wynosi 0.0009Ω (w przybliżeniu).

Obliczmy teraz spadek napięcia naszego złącza: U=I*R

I – 30A * R – 0.000896Ω = U – 0.027V ( w zaokrągleniu)

Teraz straty mocy – P=U*I

U – 0.027V * I – 30A = P – 0.8W

Obliczmy zatem spadek napięcia BUZ11: U=I*R

I – 30A * 0.04Ω = U – 1.2V

Teraz straty mocy – P=U*I

U – 1.2V * I – 30A = P – 36W

Według katalogu tranzystor BUZ11 jest w obudowie TO220, może więc rozproszyć 1 a maksymalnie 1.5W mocy strat. Aby rozproszyć moc 36W, – jak wynika z obliczeń – musi posiadać potężny radiator odprowadzający ciepło. W przeciwnym wypadku „ugotuje się na miękko” w jednej chwili. Nasze złącze o przekroju 0.375mm2 przy prądzie 30A rozproszy 0.8W mocy strat, czyli nawet nie będzie ciepłe.

Wniosek z tego jest prosty, możemy spać spokojnie. Wyprowadzenie tranzystora w obudowie TO220 w takiej postaci jaką nadał jej producent jest w stanie wytrzymać prąd o wiele większy niż 30A. To jest trochę orientacyjnie, gdyż wyprowadzenia tranzystora nie są zrobione z samej miedzi ale stopu, jednak to praktycznie nie ma znaczenia.

Prąd przewodzenia tranzystora, a heroizm wyprowadzeń
5 (100%) 1 vote

Porównywarka cen sprzętu RTV

Dodaj komentarz

Twój adres email nie zostanie opublikowany. Pola, których wypełnienie jest wymagane, są oznaczone symbolem *