放熱の基本設計法 ヒートシンク
放熱の基本設計法 【概要】 私たちが電子工作としてアンプや電源回路を設計しますが、そのような半導体を 使う時、常について回るのが放熱設計です。 ここでは、基本的なヒートシンクのサイズの求め方をまとめました。 【放熱の基本の熱抵抗】 ヒートシンクは、半導体の発熱を外気に移して、半導体接合部の温度を一定温度以下 に保つ働きをします。 この放熱性を良くするために、できるだけ表面積が広くなるように複雑な構造をしています。 このヒートシンクをどれくらいの大きさにしたら良いかを決めるのは結構難しい問題です。 通常ヒートシンクの放熱の問題を考えるときには、「熱抵抗」という概念を使います。 これは、単位が「℃／W」で表され、ある物体に１ワットの熱を加えたら何度上昇するかで 表します。 ここで、半導体を放熱するためのヒートシンクを考えるときのモデルは、熱抵抗を使って 下図のように表されます。 図で半導体内部
放熱設計
左のモデルで設計します。 トランジスタ、FET、三端子等に利用できます。 放熱板の周りを囲ったり、自然対流、筐体に取り付けたファンのエアフロー等で熱抵抗は大きく異なります。 計算値は参考値としてご利用ください。 トランジスタ内接合部(ジャンクション)の温度を Tj とします。 データシートを参照してください。 接合部の記述が無い場合は Rj = 0 としてケース温度を使います。 通常、150 ℃くらいですがこれは許容損失が 0 になる時の値です。 周囲温度を Ta とします。 通常、50 ℃ とします。 放熱器に FAN を取り付けて強制空冷する場合は 30〜25℃くらいにできます。 トランジスタ内の熱抵抗を Rj とします。 データシートを参照してください。 0.4 ℃/W から 6 ℃/W 位です。モールド（絶縁）タイプは大きな値になります。 トランジスタの損失を W
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