Kakšen je vpliv temperature na tranzistor?
1. Tokovni dobiček (β):
* Zvišanje temperature: β na splošno pada z naraščajočo temperaturo. To je posledica povečane toplotne energije, ki vodi do večje rekombinacije parov elektron-luknja, kar zmanjša število nosilcev, ki so na voljo za prevodnost.
* Znižanje temperature: β se običajno poveča z nižanjem temperature zaradi zmanjšane rekombinacije in povečane mobilnosti nosilcev.
2. Uhajajoči tok:
* Zvišanje temperature: Uhajajoči tok (tako baza-emiter kot kolektor-emiter) znatno narašča s temperaturo. To je zato, ker povečana toplotna energija spodbudi več elektronov, da skočijo čez območja izčrpanosti, kar prispeva k neželenemu toku toka.
* Znižanje temperature: Uhajajoči tok se z nižanjem temperature zmanjšuje zaradi zmanjšane toplotne energije in manj nosilcev, ki uhajajo iz osiromašenih območij.
3. Lastnosti tranzistorja:
* Povišana temperatura:
* Zmanjšano ojačenje toka (β)
* Povečan tok uhajanja
* Zmanjšana izhodna impedanca
* Zmanjšana vhodna impedanca
* Povečana disipacija moči
* Možen termični umik (nenadzorovano segrevanje, ki povzroči okvaro naprave)
* Znižana temperatura:
* Povečan tokovni dobiček (β)
* Zmanjšan tok uhajanja
* Povečana izhodna impedanca
* Povečana vhodna impedanca
* Zmanjšana disipacija moči
* Možna počasnejša hitrost preklopa
4. Prebojna napetost:
* Zvišanje temperature: Probojna napetost (BVCEO, BVCEO) pada s temperaturo. To je zato, ker višje temperature povečajo energijo elektronov, zaradi česar so bolj nagnjeni k plazovitemu razpadu.
5. Preklopna hitrost tranzistorja:
* Povišana temperatura: Na hitrost preklopa lahko vpliva povečan tok uhajanja in zmanjšana mobilnost nosilca. To lahko povzroči počasnejše preklopne čase.
* Znižana temperatura: Hitrost preklapljanja se lahko izboljša z znižano temperaturo zaradi povečane mobilnosti nosilca in zmanjšanega toka uhajanja.
Posledice temperaturnih nihanj:
* Zmogljivost vezja: Temperaturne razlike lahko povzročijo nepredvidljivo vedenje vezja, vključno s premiki prednapetosti, popačenjem in nestabilnostjo.
* Zanesljivost naprave: Ekstremne temperature lahko povzročijo okvaro naprave, še posebej, če pride do toplotnega uhajanja.
Tehnike ublažitve:
* Hladilniki: Uporablja se za odvajanje toplote stran od tranzistorja.
* Toplotna zasnova: Pravilna postavitev tokokroga in postavitev komponent za zmanjšanje proizvodnje toplote in zagotovitev ustreznega hlajenja.
* Tokokrogi temperaturne kompenzacije: Uporabite temperaturno občutljive elemente za prilagajanje parametrov vezja in kompenzacijo temperaturnih sprememb.
Razumevanje vpliva temperature na tranzistorje je ključnega pomena za zanesljivo načrtovanje in delovanje vezja. Ustrezne tehnike toplotnega upravljanja so bistvenega pomena za preprečevanje okvare naprave in zagotavljanje optimalne učinkovitosti.