Перейти к содержанию

Как рассчитать мощность транзистора?

Обновлено Редакция GAW

Транзистор рассеивает мощность, равную произведению напряжения на нём и тока через него:

P=UCE⋅IC,TJ=TA+P⋅RθJA.P = U_{CE} \cdot I_C, \qquad T_J = T_A + P \cdot R_{\theta JA}.

Вторая формула проверяет нагрев: температура кристалла TJ не должна превышать предельную — у BD139 и 2N3904 это 150 °C. Тепловое сопротивление RθJA берут из даташита.

Ключ и линейный режим

РежимНапряжение на транзистореПримерМощность
Ключ, открытUCE(sat)BD139: до 0,5 В при 0,5 Адо 0,25 Вт
Ключ, открытUCE(sat)2N3904: до 0,3 В при 50 мАдо 15 мВт
Линейный режимразница питания и нагрузкиBD139: 12 В на входе, 5 В на нагрузке, 0,5 А3,5 Вт
MOSFET, открытI · RDS(on)IRLZ44: 5 А, 0,028 Ом0,7 Вт

В ключе напряжение на открытом транзисторе мало, и мощность невелика. В линейном режиме — например, когда транзистор работает регулирующим элементом — на нём падает всё лишнее напряжение, и мощность может быть в десятки раз больше при том же токе. Для MOSFET вместо UCE(sat) берут сопротивление открытого канала.

Хватит ли транзистора без радиатора

Пример — BD139 в линейном режиме, 3,5 Вт. Без радиатора RθJA = 100 °C/Вт, и при воздухе 25 °C кристалл нагрелся бы на 350 °C — это далеко за пределом. Без радиатора BD139 при 25 °C выдержит только 1,25 Вт. Площадь радиатора под нужную мощность считает калькулятор радиатора, а параметры и цоколёвку BD139 и BD140 — страница «BD139 и BD140».

Похожие вопросы

Почему транзистор в ключе греется меньше, чем в усилителе?

В ключе он либо открыт с малым напряжением насыщения — у BD139 до 0,5 В при 0,5 А, — либо закрыт и почти не проводит ток. В обоих состояниях произведение U · I мало. В линейном режиме на транзисторе падает разница напряжений при полном токе, и мощность может быть в десятки раз больше.

Как рассчитать мощность MOSFET?

В открытом состоянии MOSFET ведёт себя как сопротивление, и мощность P = I² · R_DS(on). У IRLZ44 при 5 В на затворе сопротивление не больше 0,028 Ом: при токе 5 А это 25 · 0,028 = 0,7 Вт. При частом переключении добавляются потери на фронтах.

Сколько мощности рассеет BD139 без радиатора?

При 25 °C — до 1,25 Вт: тепловое сопротивление кристалл–воздух 100 °C/Вт, и 1,25 Вт нагревают кристалл на 125 °C до предельных 150 °C. При более тёплом воздухе допустимая мощность меньше. С радиатором можно до 12,5 Вт, но только если корпус удерживать около 25 °C.

Источники

  1. onsemi. BD135, 137, 139: NPN Epitaxial Silicon Transistor (BD139/D, Rev. 3, April 2026) — ток коллектора до 1,5 А постоянно и 3,0 А в импульсе; рассеиваемая мощность 12,5 Вт при корпусе 25 °C и 1,25 Вт при воздухе 25 °C; RθJC 10 °C/Вт, RθJA 100 °C/Вт; TJ до 150 °C; VCE(sat) не больше 0,5 В при IC = 500 мА и IB = 50 мА
  2. onsemi. 2N3904: NPN General-Purpose Amplifier (2N3904/D, Rev. 3, October 2024) — рассеиваемая мощность 625 мВт при 25 °C, снижение 5,0 мВт/°C; RθJA 200 °C/Вт; TJ до 150 °C; VCE(sat) не больше 0,2 В при 10 мА и 0,3 В при 50 мА
  3. Vishay Siliconix. IRLZ44 Power MOSFET (Document Number 91328, S21-1045-Rev. D, 25-Oct-2021) — RDS(on) не больше 0,028 Ом при VGS = 5 В

Нашли ошибку?

Смотрите также