Полупроводниковый блок

(19 (1) 1 51)5 Н О 1. 23 ИТЕТ ССй И ОТНЕЫТ дЕСТВЕННЫЙ Н М ИЭОБРЕТЕ ГОСО ИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ проводящи зависят о элемента. И АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВ 1(46) 01.09.90.Бюл. В 33(56) Комплексы звуковоспроизводящеуниверсальной аппаратуры типа КЗВППаспорт, ЛОМО, 1983, с.33.Патент США Ф 3377524,кл. 357-81, 1968.(57) Изобретение относится к электротехнике. Целью изобретения является повышение надежности работы полупроводникового прибора в импульсном режиме. Полупроводниковый блок содержит полупроводниковый прибор (с тепловыделяющим элементом), установленный на радиаторе через изолятор и теплой элемент, размеры которогот размеров тепловыделяющего.ее областям, где применяются мощныеполупроводниковые приборы с пиковоймощностью свьш 1 е 5 Вт, изолированныеэлектрически от теплорассеивающихрадиаторов,Целью изобретения является повышение надежности работы полупроводникоОвого прибора в импульсном режиме.В полупроводниковом блоке, содержащем полупроводниковый прибор с кристаллом, являющимся тепловыделяющимэлементом, установленный на радиаторе через изолятор и теплопроводник,последний имеет толщину не менеедвух длин тепловыделяющего элемента,а площадь поперечного сечения, превышающую площадь тепловыделяющего элемента неменее, чем в сто раз,Если в качестве материала тепло"проводника взять вещество с большойудельной теплоемкостью или вещество,имеющее фазовый переход в рабочем ди апазоне температур например, калий),то при импульсном характере генерации тепла указанный теплопроводникбудет способен накапливать большоеколичество тепла при небольших повы шеннях температуры теплопроводника,а затем в промежутках между импульса:;м тра спортировать это тепло через.,.зейства теплонакопителя-теплорасшири"ля, что позволяет пропускать через.1 слулроводниковый прибор не толькостационарный тепловой поток, который 40апр:влен по перпендикуляру к поверх.ости источника тепла, но и расширять, его в поперечном направлении с одно.:еменным накоплением тепла в объемеуказанного теплопроводника, в томчисле и за счет скрытой теплоты плавленияНа чертеже показан предлагаемыйполупроводниковый, блок,Он содержит полупроводниковый прибор 1 с кристаллом 2, который установлен на радиатор 3 через теплопро-,водник 4 и изолятор 5, При импульсномрежиме сигнала через полупроводниковый прибор 1 проходит пиковая мощность свыше 5 Вт, и кристалл 2 полу 55преводникового прибора 1 нагревается.Тепло транспортируется на теплопроводник 4 и далее чере изолятор 5 передается радиатору 3. Если толщина теплопроводннка 4 будет менее двух длин кристалла 2, а площадь не будет превышать н сто раз площадь кристалла 2 полупроводникового прибора 1, то при импульсном характере сигналатепло не будет успевать развертываться и транспортироваться на радиатор 3, что приведет к перегреву и выходу из строя кристалла 2 полупроводникового прибора 1.П р и м е р 1. В усилителе КЗВПЗО устанавливают полупроводниковый блок с транзистором КТ 808, Кристалл имеет размеры 5 х 5 х 0,7 мм и установлен в корпусе типа ТО. Толщина металлического корпуса транзистора в районе кристалла 1,2 мм. При импульсном режиме этого недостаточно для расширения теплового потока, поэтому изоляция между корпусом транзистора и радиатором встречает плотный тепловой поток и оказывает максимально вредное сопротивление этому потоку. На звуковых сигналах кристалл перегревается и выходитиз строя, а крайние точки корпуса транзистора и радиатор остаются холодными. Для того, чтобы это устранить, вводят теплопроводник,. электрически не изолированный от корпуса полупроводникового прибора, но изолированный от радиатора. Толщина теплопроводника - 10 мм, а площадь - 25 см . При таком выполнении полупроводникового блока .надежность на звуковых сигналах с пик-фактором 40/1 повышается в 100 раз, поскольку расчетное значение мощности при импульсном режиме может превышать в 1 б 00 раз среднюю расчетную мощность, а площадь теплопроводника в 100 раз больше площади кристалла.Введение в попу роводниковый блок теплопроводника позволяет снизить тепловое сопротивление транзистор- окружающая среда за счет более равномерной загрузки радиатора и более рационального места постановки пре" пятствия тепловому потоку, снизить пульсации температуры, возникающие в транзисторе при работе от импульсных сигналов, почти в 40 раз (время разогрева транзистора без теплонакопителя в корпусе ТО"3 мощностью 32 Вт 1 с, с теплонакопителем - 39 с до +100 С без радиатора).Использование в качестве тепло- проводника изоляционного материала1414235 Составитель Н.ЛиствинаТехред И,Ходанич атай рект актор Н.Коляда Заказ 3319В пис краж 453 НИИПИ Государственного комитетделам иэобретейий и открыт Москва, Ж Рауаская наб 5 11303 Производственно-полиграфическое предприятие, г. Уагород, ул Проектная,с хорошей теплолроводлмостью н теплоемкостью (например, алмаза илн сапфира), но не проводящего электрическийток - изолятора, позволит за счетудаления слюды, изолирующей теллонакопитель-теплорасширитель от радиатора еще больше повысить эффективностьэа счет уменьшения общего тепловогосопротивления,С помощью предлагаемого полупроводникового блока с укаэанными размерами теалопроводника мокко повышать надежность в 100 и более раэ. Расчет не учитываетобъемное накопление теп 4ла в теплонакопителе, что даст ещебольший эффект.Формула изобретенияПолулроводниковый блок, состоящий 5из полупроводникового кристалла вкорпусе, установленного на радиаторечерез изолятор и тепйопроводник, о тл и ч а ю щ и й с я тем, что, с це- .лью повышения надешности работы вимпульсном режиме, теплопроводникимеет толщину не менее двух длинкристалла, а площадь нонеречного сечения теплопроводника больше площадипоперечного сечения кристалла не менее, чем в 00 раэ.