Id A co to takiego?

Bez rozważań akademickich, upraszczając: każdy tranzystor MOSFET posiada wyprowadzenia zwane drenem -DRAIN oraz źródłem – SOURCE. Przez wyprowadzenia te "płynie prąd". Żeby jednak ten "prąd" popłynął należy odkręcić zawór czyli podąć odpowiednie napięcie na wyprowadzenie zwane bramką -GATE.

Prąd który "płynie" pomiędzy drenem a źródłem, oznaczamy jako ID. Maksymalna, dopuszczalna wartość tego prądu jest podawana w danych katalogowych tranzystora. Na rys1 zamieszczono przykładowe dane katalogowe tranzystora IRFZ40. Pierwsze wrażenie jest bardzo pozytywne. Opisany typ tranzystora może przewodzić ogromne prądy.

 

Dane katalogowe IRFZ40

 

Jednak optymizm nieco słabnie po zapoznaniu się ze szczegółami. Okazuje się ze są to wartości wyliczone, bazujące na idealnych wręcz warunkach pracy. Jak pokazują wykresy przedstawione na rys2. maksymalny prąd przewodzenia spada wraz ze wzrostem temperatury. Ze wzrostem temperatury, spada również żywotność tranzystora.

    

 Zależność Id od temperatury obudowy

 

Bardzo ważną rzeczą jest skuteczne odprowadzanie ciepła wydzielającego się w tranzystorze.  Zazwyczaj w  tym celu stosuje się odpowiednio ukształtowane profile. Często aluminiowe. Tego typu elementy noszą nazwę radiatorów. Radiator dobierany jest pod względem danej aplikacji.  Doboru można dokonać za pomocą obliczeń, bądź też eksperymentalnie. 
 
 

Radiatory

 

Podczas doboru radiatora,  dobre praktyki zalecają zachować zdrowy rozsądek.      Zastosowanie radiatora wielkości cegły w celu "ochłodzenia" tranzystora który jest tylko mocno ciepły, jest zdecydowanie błędnym działaniem. W tego typu przypadkach, wystarczy mały, aluminiowy radiator.

  
Należy również wspomnieć ze obecnie w wielu przypadkach, szczególnie w urządzeniach przenośnych, funkcje elementu odprowadzającego ciepło pełni sama płytka drukowana. Nie jest to optymalne rozwiązanie jednak pozwala na redukcje kosztów produkcji.
      
W celu łatwiejszej transmisji wydzielanego ciepła, pomiędzy elementem a radiatorem (czyli zmniejszenia rezystancji cieplnej styku radiator -element) często zastosowanie znajduję pasta na bazie silikonów bądź też podkładka silikonowa.
 

Tubka pasty silikonowej

 

Istnieją również elementy rozpraszające ciepło w  postaci gąbczastych bloków nakładanych bezpośrednio na element. Służą one raczej do transportu mocy strat na większą metalową powierzchnie niż samodzielnej egzystencji

 

Gąbczasty element rozpraszający

Głównie, choć nie tylko, chodzi  o kwestie ekonomiczne. Nadmiarowość jest niezbędna, jednak przesada jest zbędna. Nie należy także należy popadać w następna skrajność, ignorując problem mocy strat. Argumenty ze "tranzystor może pracować przy temperaturze 130 stopni wiec po co dodatkowe koszty na radiator”, to argumenty stawiane przez wytwórców bardzo taniej  elektroniki, lub tez źle wyedukowanych amatorów. Taka „oszczędność” może się bardzo szybko zemścić.
    
Dobre praktyki, zalecają montaż radiatora na tranzystorze  zamontowanym w układzie. Pomysł by „zwodzonym mostem drutowym” łączyć tranzystor zamontowany na radiatorze z obwodem drukowanym nie jest dobrym pomysłem.  
     
Podczas projektowania płytki drukowanej pod tranzystor mocy należy   pamiętać o doborze odpowiedniej szerokości i grubości ścieżek.  Poniższa tabela zawiera sugestie co do odpowiednich wartości. Grubsze ścieżki to również mniejsza rezystancja ścieżek.  Należy także pamiętać o odpowiedniej cyrkulacji powietrza w obudowie. jeżeli zachodzi taka konieczność, posiłkując się chłodzeniem aktywnym.   Elementy silnie nagrzewające się powinny być odsunięte od pozostałych. Zwiększy to niezawodność układu.