Calcular la temperatura BJT cuando la salida se conecta a 16V [cerrado]

Puedes encontrar la temperatura en dos pasos. Primero, analice el circuito para encontrar el voltaje en el colector de Q1. Suponiendo que TP2 no vaya a ninguna parte a la derecha, la corriente en el recopilador de Q1 es \ $ I_c = \ $ \ $ (8V - V_c) \ sobre 150 \ $ + \ $ (16V - V_c) \ sobre 68 \ $, y la disipación de potencia del colector es \ $ P_d = I_c \ cdot V_c \ $. Por lo general, podemos ignorar la disipación de potencia de la base, pero si lo desea, puede calcular la corriente en la base y encontrar \ $ I_b \ cdot V_ {BE} \ $ para la disipación de la base, a continuación, agregue \ $ P_ {d (base)} \ $ + \ $ P_ {d (recopilador)} \ $ para obtener \ $ P_ {d (total)} \ $.

La temperatura de la unión en estado estable de Q1 se puede aproximar de la siguiente manera: \ $ T_J = T_A + P_d \ cdot R _ {\ theta JA} \ $, donde \ $ R _ {\ theta JA} \ $ es la resistencia térmica de la unión al ambiente, y \ $ T_A \ $ es la temperatura ambiente.

\ $ R _ {\ theta JA} \ $ se puede encontrar en la hoja de datos. A continuación se muestra un fragmento de hoja de datos NXP.

Tenga en cuenta las unidades de kelvins por vatio, ya que la resistencia eléctrica podría describirse como voltios por amperio.

El cálculo de la temperatura de estado estable con un flujo de calor newtoniano supuesto es análogo a la ley de Ohm (una resistencia térmica constante). Solo es preciso cuando el enfriamiento por convección y el enfriamiento por radiación no dominan, porque los dos últimos mecanismos son bastante no lineales.

No nos has dado suficiente información para seguir, pero

• Si asumimos que el transistor está totalmente apagado, el voltaje en el colector sería

$$ \ frac {16V \ cdot 150 \ Omega + 8V \ cdot 68 \ Omega} {68 \ Omega + 150 \ Omega} = 13.504V $$

No habría corriente en el colector, por lo que no habría disipación de potencia y la temperatura de la unión sería la misma que la del ambiente.

• Si controlamos el transistor para obtener una disipación de potencia máxima absoluta en el transistor, el transistor deberá tener una resistencia igual a 68ohm en paralelo con 150ohm = 46.788ohm. La disipación de poder será

$$ \ frac {(13.504V) ^ 2} {4 \ veces 46.788 \ Omega} = 0.974W $$

La resistencia térmica (de la unión al aire) es de 500K / W, lo que significaría que la unión debería estar a 487 ° C por encima de la temperatura ambiente, pero no lo será porque el transistor ha fallado y se cortó.

• Si el transistor está encendido, tendrá una corriente de colector (8/150) + (16/68) = 289mA. El voltaje saturado del emisor del colector será mejor que 0.1 voltios, lo que dará una disipación de energía de menos de 28.9mW y la temperatura de la unión será de menos de 14.43 grados por encima del ambiente.