トランジスタ TO-251 の放熱方法 教えて

先日、良く分からずに、スペックだけで、トランジスター買ってきてたのですが、届いてみたら TO-251ていうタイプでした。

3w近くで使う予定なので5wくらいの余裕は欲しいのですが、そのままハンダ付けした場合、プリント基板実相時は1.0wが上限でした。　スペックでは、何かで冷やせば18wくらいイケるようなのですが、オークションとかで売ってるTO-220用とかの20mm×15mm×5mmくらいのアルミヒートシンクとかにシリコン接着剤で貼り付けるか、表面削ってハンダ付けしたので良いのでしょうか。

検索してみましたが発見できませんでした。
良い方法がありましたら教えてください。

No.1 ベストアンサー 回答者： bravo-z 回答日時： 2015/09/02 16:35

TO-251は面実装用です。

直接プリント基板にはんだ付けしてつかいます。裏が金属になっていると思いますので、ヒートシンクを使う時は銅板などにはんだ付けして、ヒートシンクにネジ止めすると良いでしょう。または、大き目の銅板にはんだ付けしてヒートシンクとして使っても良いでしょう。

この回答へのお礼

回答有難う御座います。
銅板で中継なんですね～。銅版はハンダで使った事がありませんけど、CPU用のものが余ってるので早速試してみます。

お礼日時：2015/09/02 18:11

No.2 回答者： xpopo 回答日時： 2015/09/02 20:02

今日は。

パッケージがTO-251でPDを５Wまで持たせたいという情報だけで、具体的な素子名が不明です。素子名が分からないので、仮にSTマイクロのこちらの素子（file:///E:/download/Datasheet.hk_std2nc40-1_82013.pdf）を使うとします。

まず、周囲温度を何度まで試用されるのか不明ですが、仮に５０℃までと仮定します。
そして、素子のジャンクション温度の最大許容値は１５０℃（引用のSTの素子のデータシートより。）。そして使用時の素子の最大電力損失Pｄを５Wとします。
　以上から放熱に必要なジャンクションから周囲温度までの熱抵抗Θj-a（℃／W）は

　　Θj-a（℃／W）＝（１５０℃ー５０℃）／５W＝２０（℃／W） (1)


になります。熱抵抗Θj-a（℃／W）は素子のジャンクションーケース間の熱抵抗Θj-cとケースとヒートシンク間の熱抵抗Θc-s及びヒートシンクー周囲温度間の熱抵抗Θs-aが含まれます、即ち、

Θj-a（℃／W）＝Θj-c（℃／W）＋　Θc-s（℃／W）＋　Θs-a（℃／W） (2)

という関係が成り立ちます。式（２）でΘs-a（℃／W）が求めるヒートシンクの熱抵抗になります。
　式（２）よりΘs-a（℃／W）は

Θs-a（℃／W）＝　Θj-a（℃／W)－Θj-c（℃／W)－Θc-s（℃／W）　（３）

で求められます。引用したSTマイクロの素子のデータシートからΘj-c（℃／W）は4.16（℃／W）、Θc-s（℃／W）は1.5（℃／W）ですから、式（１）で求めたΘj-a（℃／W）＝２０（℃／W）を式（３）に代入して

　Θs-a（℃／W）＝　２０（℃／W）－　4.16（℃／W）－　1.5（℃／W）
　　　　　　　　 ＝　14.34（℃／W）

と求められます。この熱抵抗を得られる放熱器の体積Hv(ｃｍ＾３）は概略以下の式で計算できます。即ち、

　　Hv(ｃｍ＾３）＝　660×｛Θs-a（℃／W）＾（－3／2）｝　（４）

という関係式です。この式（４）にΘs-a（℃／W）＝　14.34（℃／W）を代入して計算すると、

　Hv(ｃｍ＾３）＝　　12.2(ｃｍ＾３）

と計算されます。あとはこの体積以上のヒートシンクを探すだけです。ちなみに、bettybananaさんが使おうとしているヒートシンクの体積は2×1.5×0.5＝1.5(ｃｍ＾３）ですので小さすぎます。

この回答へのお礼

回答有難う御座います。

・・オークションものの To-220用１６㎜×１４．５㎜×厚９㎜(１１０円/個)を、銅版1.0～1.5mm厚を挟んで使用する予定です。

使用条件としましては、室内温度が最高35℃くらいの計算です。メーカー規格で3wと書きましたが、実即していると起動時に食うくらいで 常時1.8w前後だったので、まぁ、難しいそうならばファンでケースの風通し良くするくらいの対策しかなくて、まだ熱の実験はこれからですが、スペースの関係から、ヒートシンク倍くらい大きくする予定はあります。

形によって効率がいろいろあるので、ヒートシンクの体積計算は非常に難しいですよね～。メーカーさま各位にはアルミのウエイト換算値も計上して欲しいと願っていましたけど。

ですので最近は、重さで判断するようにしていました。

お礼日時：2015/09/02 20:53