Введение. Современная элементная база, страница 4

На низких частотах иногда применяют крепление транзисторов к радиаторам через диэлектрические прокладки (обычно через слюду или оксидированный алюминий), но при этом суммарное тепловое сопротивление переход - радиатор увеличивается на 0,5 ⁰С/Вт на каждые 50 мкм толщины слюдяной прокладки и на 0,25 ⁰С/Вт для 50 мкм оксидированного алюминия.

Практические рекомендации по выбору транзисторов. При выборе транзисторов для целей усиления мощности высокой частоты следует исходить из нескольких основных параметров, а именно: требуемой выходной мощности, диапазона усиливаемых частот, возможного типа корпуса транзистора и применяемого источника питания. Предварительный выбор транзисторов удобно производить именно по этим параметрам, затем наращивая требования и учитывая в этих целях возможный коэффициент усиления по мощности, коэффициент полезного действия, линейность усиления в заданном диапазоне частот и др.

Отечественная справочная литература построена по разделам, группирующим транзисторы по мощности и частоте [1.1-1.4]. Это позволяет ограничить границы поиска конкретным подклассом и облегчает выбор инженерных решений. При этом следует помнить, что для обеспечения долговременной надежной работы транзисторов желательно несколько (примерно до 30%) недоиспользовать  их по максимальной выходной мощности, осуществляя тем самым производственный запас на непредвиденные флуктуации рабочей температуры, питающих напряжений или сопротивления нагрузки. Такой запас мало скажется на стоимости изделия, так как цена транзисторов в значительной степени определяется используемой технологией изготовления, а не энергетическими характеристиками самого транзистора.

Следует уделить внимание и вопросу крепления транзисторов на радиаторе. Исследование статистики отказов транзисторной техники показывают, что применение диэлектрических прокладок при креплении транзисторов не только увеличивает вероятность отказов из-за возможных повреждений прокладок, но и способствует возникновению самовозбуждения в транзисторных каскадах усиления мощности. На основании этого большинство производителей мощного радиотехнического оборудования отказались от неудачных схемотехнических решений с применением изолированных от радиатора транзисторов.

Применение радиаторов естественного воздушного охлаждения требует выполнения расчетов тепломассообмена, однако для большинства практических приложений можно рекомендовать выбирать площадь поверхности воздушного радиатора с естественным охлаждением из условия рассеивания тепловой мощности в 1 Вт площадью поверхности радиатора не менее 10 см².

На частотах ниже 3-5 ГГц при выборе транзисторов следует отдавать предпочтение биполярным транзисторам. Они из-за инерционности движения носителей зарядов допускают использование устройств защиты мощных транзисторов от возможных перегрузок.

Литература

1.1. Мощные полупроводниковые приборы. Транзисторы: Справ./ Под ред. А.В. Голомедова. – М.: Радио и связь, 1985. – 560 с.

1.2. Полупроводниковые приборы. Транзисторы средней и большой мощности: Справ. - 2-е изд. - М.: Радио и связь, 1994. – 640 с.

1.3. Петухов В.М. Полупроводниковые приборы. Транзисторы: Справ. - M.: Рикел, Радио и связь, 1994. – 232 с.

1.4. Петухов В.М. Полупроводниковые приборы. Транзисторы. Дополнение второе: Справ. - M.: Рикел, Радио и связь, 1995. – 288 с.

1.5. Андреев Г.А., Самойлов А.Г., Самойлов С.А. Схемотехника устройств формирования сигналов. Учебное пособие. – Владимир, ВлГУ, 2001. – 168 с.