Disipasi dan Isu Termal Transistor Daya BJT n

Disipasi dan Isu Termal

Transistor Daya (BJT) n n Transistor pada penguat akhir memperoleh daya disipasi besar yang mempengaruhi suhu junctionnya Ada batar suhu maksimum agar tidak terjadi kerusakan n Transistor daya perlu dijaga agar temperatur tidak melebihi batas tersebut

Resistansi Termal n n Perbedaan suhu junction TJ dan ambient (ruang) TA dapat dimodelkan dengan resistansi termal JA antara junction dengan ambient. Resistansi termal tersebut menghalangi daya disipasi terlepas ke ambient dan menyebabkan selilih suhu

Disipasi Daya dan Suhu n n n Perhitungan disipasi terbesar yang dapat diterima pada suhu ambient TA tertentu ditentukan oleh resistansi termal dan selisih suhu junction dengan ambient n Spesifikasi suhu maksimum junction Tjmax adalah batas suhu junction tanpa daya disipasi Spesifikasi daya disipasi maksimum PD 0 adalah batas daya disipasi pada suhu ambient TA 0 (25 o. C) Aplikasi transistor daya harus memperhatikan disipasi terbesar pada suhu kerjanya

Casing dan Heat Sink n n Transistor daya diberikan casing yang memudahkan terjadinya perpindahan panas (resistansi termal rendah) Transistor sering juga diberikan penyerap panas dari silikon dan pelepas panas ke udara, disebut heat sink

Model Termal Transistor Daya dengan Heat Sink n Resistansi termal antara junction dan ambient JA dapat dinyatakan n Tersistansi termal antara casing dengan ambient SA n Model termal untuk transistor dari junction hingga ambient dapat digambarkan

Menentukan Batas Aman n Selisih suhu junction – ambient n Resistermal digunakan untuk aturan menurunkan rating (derating rule) daya maksimum

Contoh 11. 8 n Transistor mempunyai spesifikasi TJmax 150 o. C dan dapat memdisipasikan daya maksimum 40 W pada TC 25 o. C dan 2 W pada TA 25 o. C. Di atas suhu tersebut, harus diturunkan secara linier dengan JC=3, 12 o. C/W dan JA=62, 5 o. C/W Carilah a. Daya maksimum saat transistor digunakan pada udara bebas TA=50 o. C b. Daya maksimum saat ambient 50 o. C tetapi menggunakan heat sink CS=0, 5 o. C/W dan SA=4 o. C/W, tentukan juga temperatur casing c. Daya maksimum ubtuk heatsink tak hingga dengan ambient 50 o. C

Contoh 11. 8 a. Daya maks transistor di udara bebas b. Daya maks transistor dengan heat sink c. Daya maks transistor dengan heat sink tak hingga ( CA=0 o. C/W ) n Model rangkaian termal, menghitung temperatur (b)

Daerah Kerja Aman BJT 1. 2. 3. 4. Arus maksimu kolektor (pemanasan kawat emas ke silikon) Disipasi daya pada transistor (hiperbola karena PDmax=v. CEi. C) Breakdown pada junction basis-emitor Breakdown pada junction kolektor-emitor

Nilai Parameter Transistor Daya 1. Hubungan arus tegangan faktor idealitas dua kali hingga 2. Penguatan arus b rendah 30 -80 bahkan hanya 5 dan sangat bergantung temperatur Pada arus besar rp rendah hingga rx menjadi lebih berpengaruh Frekuensi transisi f. T rendah, kapasitansi Cm besar terlebih lagu Cp Arus ICB 0 besar mingga orde puluhan mikroampere dan naik dua kali lipat setiap perubahan 10 o. C Tegangan breakdown BVCE 0 bernilai 50 -100 V bahkan sampai 500 V Arus ICmax besar bergantung transistor hingga ratusan amper 3. 4. 5. 6. 7.