I segnali elettromagnetici per trasmissione radiotelevisive sono irradiati attraverso sistemi ai quali viene richiesto un eccezionale livello di affidabilità. Fra i componenti di tali sistemi, un posto delicato è occupato dagli amplificatori a radiofrequenza i quali, dal punto di vista dell'affidabilità, possono rappresentare un punto critico della catena di trasmissione. Assume, pertanto, un particolare rilievo lo studio delle modalità di dissipazione del calore attraverso i componenti elettronici: se si riesce a migliorare le condizioni di scambio termico, la temperatura di esercizio T si abbassa e migliora l'affidabilità del dispositivo. E' noto, infatti, che il legame fra temperatura di esercizio e il tempo di vita medio di un dispositivo elettronico è di tipo esponenziale; un decremento anche modesto di T conduce ad importanti incrementi del tempo di vita medio. In un precedente lavoro si era analizzato il campo termico di un transistor di potenza TMOS-FET, pervenendo a conclusioni significative per l'ottimizzazione dell' architettura del transistor stesso. Nel presente lavoro si considera un intero apparato che utilizza 8 transistors al fine di verificare se sia perseguibile un miglioramento delle condizioni di dissipazione del calore, attraverso modifiche della disposizione dei transistors. A tale scopo un programma di calcolo, basato sulla tecnica degli elementi finiti, consente di effettuare la simulazione del campo termico presente nel dispositivo. Un'indagine sperimentale effettuata con la tecnica della termovisione ha permesso, inoltre, di confrontare i risultati della simulazione con i risultati delle misure sull'apparato reale e verificare i modelli teorici. In fine, è stata modificata la disposizione dei transistor sulla piastra allo scopo di diminuire la loro temperatura di esercizio; le simulazioni del campo termico, in tal caso, mostrano un decremento di circa 4 K della temperatura delle flangie dei transistor che equivale ad un decremento di circa 3 K della temperatura delle giunzioni. Ammettendo la validità della relazione di Arrhenius il tempo di vita medio dei componenti per tale configurazione risulta circa il 15 %superiore a quello dei transistors nella configurazione originaria.
Dissipazione del calore in un amplificatore di potenza VHF
COTANA, Franco;ROSSI, Federico
1993
Abstract
I segnali elettromagnetici per trasmissione radiotelevisive sono irradiati attraverso sistemi ai quali viene richiesto un eccezionale livello di affidabilità. Fra i componenti di tali sistemi, un posto delicato è occupato dagli amplificatori a radiofrequenza i quali, dal punto di vista dell'affidabilità, possono rappresentare un punto critico della catena di trasmissione. Assume, pertanto, un particolare rilievo lo studio delle modalità di dissipazione del calore attraverso i componenti elettronici: se si riesce a migliorare le condizioni di scambio termico, la temperatura di esercizio T si abbassa e migliora l'affidabilità del dispositivo. E' noto, infatti, che il legame fra temperatura di esercizio e il tempo di vita medio di un dispositivo elettronico è di tipo esponenziale; un decremento anche modesto di T conduce ad importanti incrementi del tempo di vita medio. In un precedente lavoro si era analizzato il campo termico di un transistor di potenza TMOS-FET, pervenendo a conclusioni significative per l'ottimizzazione dell' architettura del transistor stesso. Nel presente lavoro si considera un intero apparato che utilizza 8 transistors al fine di verificare se sia perseguibile un miglioramento delle condizioni di dissipazione del calore, attraverso modifiche della disposizione dei transistors. A tale scopo un programma di calcolo, basato sulla tecnica degli elementi finiti, consente di effettuare la simulazione del campo termico presente nel dispositivo. Un'indagine sperimentale effettuata con la tecnica della termovisione ha permesso, inoltre, di confrontare i risultati della simulazione con i risultati delle misure sull'apparato reale e verificare i modelli teorici. In fine, è stata modificata la disposizione dei transistor sulla piastra allo scopo di diminuire la loro temperatura di esercizio; le simulazioni del campo termico, in tal caso, mostrano un decremento di circa 4 K della temperatura delle flangie dei transistor che equivale ad un decremento di circa 3 K della temperatura delle giunzioni. Ammettendo la validità della relazione di Arrhenius il tempo di vita medio dei componenti per tale configurazione risulta circa il 15 %superiore a quello dei transistors nella configurazione originaria.I documenti in IRIS sono protetti da copyright e tutti i diritti sono riservati, salvo diversa indicazione.
