.
[정보] 부품 표면(or Juction) 온도 예측법 - 신정섭

사실 이 방법은 여러군데에, 게다가 좀더 정교하게 설명되어 있어서 따로 이렇게 소개하기도 그러하나 쉬운 것임에도 불구하고 많은 분들이 지나치시는 것 같아서 아주 약식 계산법을 소개드립니다.
게다가 이 정도 계산에선 전기전자적인 깊은 지식을 필요로 하지도 않습니다.
오히려 많이 안다고 자처하는 분들도 전혀 엉뚱하고 복잡하게 생각하고 계시는 경우를 종종 봅니다.

위의 그림은 어떤 트랜지스터 데이터시트에 나와있는 데이터입니다.
데이터 시트마다 위와 같은 열저항 데이터가 명기되어 있기도하고 없기도 하지만 찾기 어려운 것은 아닙니다.
TR마다 좀 다르기는 해도 심각할 정도의 차이는 아니니 그냥 위의 값을 참고하셔도 될 것입니다.

위의 두 표들은 TO-92, TO-220, TO-18, TO-39형의 열저항을 의미합니다.

맨 위의 TO-92 표를 예로 들면;
방열판이 없을 경우 Junction과 주위와의 열저항이 200 C/W 란 이야기는
1W가 방열될 때 Junction온도와 주위온도의 차이가 200도란 뜻입니다.
또한 아래쪽 칸엔 케이스와 Junction 사이의 열저항도 나타내고 있습니다.

그러므로 만약 주위온도 30도인 곳에 방열판없이 부품을 놔둘때,
에미터 저항등에서의 방열등을 무시하고 전부 TR에서 방열한다는, 아주 약식 계산이자 실제보다 좀더 가혹한 조건에서;

- TO-92형 TR에 +/-12V PP(Push Pull)에서 15mA 흘릴경우 Junction온도 = 30 + 200*12*0.015=66 도

- TO-220형 TR에 +/-12V PP에서 50mA 흘릴경우 Junction온도 = 30 + 62.5*12*0.05=67.5 도

하지만 밀폐된 공간에서는;
- 주위온도가 상당히 올라가고,
- 공기유동이 자유롭지 못해 자연대류 열전달효과가 감소하고,
- 주변 사물의 온도가 높아지므로 복사열전달에 의한 효과 또한 감소하므로,
최소한 주위 온도 상승 이상의 크기로 Junction온도가 상승하게 됩니다.
게다가 더욱 큰 문제는 온도가 올라가면 Bipolar TR에선 전류량 증가에 큰 몫을 한다는 것입니다. 즉, 낮은 온도에서 예측했던 전류값으로 위 공식에 대입하면 맞지 않는다는 것입니다.
그러므로 충분히 안전률을 고려하여 위의 예측값보다 여유를 두어 생각하시면 되겠습니다.

그럼.
참고 되시길 바랍니다.
그런데 이거 다들 알고 계신 내용가지고 아는 척 한 것 같습니다.

ps) 방열판이 있는 경우는 방열판의 열저항 값등을 참고하여 각 부분별 온도상승분을 모두 고려하여 구하는데 여기서 설명은 생략합니다.


*** 추가 (2003.9.15) ***



제가 가지고 있는 데이터시트나 자료 등에서 찾은, 각종 패키징에 따른 대략적인 열저항을 나타냅니다.
사용하는 재질이나, 구성, 심지어는 리드선의 굵기에 따라서도 위 값들은 달라질 수 있지만 우리가 흔히 접하는 일반적인 부품의 경우 위의 값에서 별로 벗어나지 않습니다.

제작에 있어서 열을 고려할 필요가 있을 경우 참고되시길 바랍니다.