Оценка теплового режима. Расчет сводится к определению температуры транзисторов и всех резисторов.
Нормальный тепловой режим обеспечивается при выполнении условий T э T c max Q к Q э Ј T max доп , T нк T c max Q к Q э Q вн Ј T max доп, где T max - максимальная температура окружающей среды в процессе эксплуатации Т max доп - максимальная допустимая рабочая температура элементов и компонентов, заданная ТУ. Q к - перегрев корпуса Q э - перегрев элементов Q вн - перегрев областей p-n переходов транзисторов.
Максимальная температура при эксплуатации интегральной микросхемы K2TC241 T Cmax 55 С. Потребляемая мощность - 150мВт. Перегрев корпуса определяется конструкцией корпуса и мощностью рассеяния микросхемы, особенностей монтажа, способа охлаждения и оценивается по формуле Q к P S a Ч S t, где P S - потребляемая мощность микросхемы a 3 Ч 10 2 Вт м 2 - коэффициент теплопередачи при теплоотводе через слой клея. S t 8 Ч 15 мм - площадь контакта корпуса с теплоотводом.
Следовательно Q к 150 Ч 10 -3 3 Ч 10 2 Ч 8 Ч 15 Ч 10 -6 16.7 C Внутренний перегрев областей p-n переходов транзистора КТ359А относительно подложки определяется по формуле Q вн R t вн Ч P э, где P э - рассеиваемая мощность транзистора R Tвн - внутреннее тепловое сопротивление, зависящее от конструктивного исполнения.
Для транзистора КТ359А R Tвн 860 С Вт, P э 15мВт. Таким образом Q вн 860 Ч 15 Ч 10 -3 12.9 C Перегрев элементов за счет рассеиваемой мощности P Э вычисляется по формуле Q э P э Ч R T , где Pэ - рассеиваемая можность элемента R т - внутреннее тепловое сопротивление микросхемы R Т h п l п h к l к Ч 1 B Ч L , где h п 0.6мм - толщина подложки h к 0.1мм - толщина клея. l п 1.5 Вт м с - коэффициент теплопроводности материала подложки l к 0.3 Вт м с - коэффициент теплопроводности клея B,L - размеры контакта тепловыделяющего элемента с подложкой Таблица 5. Результаты расчета перегрева элементов и компонентов интегральной микросхемы К2ТС241 RST-триггер Расчетные значения Элементы и компоненты КТ359А R1 R7 R2 R5 R3 R8,R9 R4 длина L, мм 0.75 0.49 0.49 0.2 0.64 ширина B, мм 0.75 0.2 0.2 0.2 0.2 Расс. мощность,Вт 15 Ч 10 -3 90 Ч 10 -3 10 Ч 10 -3 5 Ч 10 -3 10 Ч 10 -3 R T , C Вт 1.3 7.5 7.5 18.25 5.7 Q э , C 0.0195 0.675 0.075 0.09 0.057 Максимальная допустимая рабочая температура всех материалов резистивной пленки составляет 125 С. Максимальная рабочая температура транзистора КТ359А составляет 85 C. T КТ359А 55 16.7 0.0195 12.9 84.6 C 85 C T R1 R7 55 16.7 0.675 72.3 C 125 C T R2 R5 55 16.7 0.075 71.78 C 125 C T R3 R8,R9 55 16.7 0.09 71.79 C 125 C T R4 55 16.7 0.057 71.8 C 125 C Расчет показал, что для данной схемы обеспечивается допустимый тепловой режим, так как температура самого теплонагруженного элемента транзистор КТ359А не превышает максимально допустимой.