Praktikum Up & Uc: Power Transistor Heatsink

[Menuju Akhir]

[KEMBALI KE MENU SEBELUMNYA]

DAFTAR ISI

1. Tujuan

1.Tujuan

1. Memahami prinsip kerja dari power transistor heat sinking
2. Membuat rangkaian dari power transistor heat sinking

3. Menjalankan dan menganalisa rankaian dari power transistor heat sinking
4.memahami thermal analogy pada power transistor

[Kembali]

2.Alat Dan Bahan
1.Transistor

Transistor adalah komponen semikonduktor yang memiliki berbagai macam fungsi seperti sebagai penguat, pengendali, penyearah, osilator, modulator dan lain sebagainya. Transistor merupakan salah satu komponen semikonduktor yang paling banyak ditemukan dalam rangkaian-rangkaian elektronika.

2.Potensiometer

Potensiometer (POT) adalah salah satu jenis Resistor yang Nilai Resistansinya dapat diatur sesuai dengan kebutuhan Rangkaian Elektronika ataupun kebutuhan pemakainya. Potensiometer merupakan Keluarga Resistor yang tergolong dalam Kategori Variable Resistor. Secara struktur, Potensiometer terdiri dari 3 kaki Terminal dengan sebuah shaft atau tuas yang berfungsi sebagai pengaturnya.

3.Resistor

Resistor merupakan komponen elektronika yang berguna untuk menghambat aliran arus listrik sehingga tidak terjadi short circuit. mempunyai resistansi yang berbeda beda sesuai kebutuhan.

4.Baterai

Baterai listrik adalah alat yang terdiri dari 2 atau lebih sel elektrokimia yang mengubah energi kimia yang tersimpan menjadi energi listrik. Tiap sel memiliki kutub positif (katoda) dan kutub negatif (anoda). Kutub yang bertanda positif menandakan bahwa memiliki energi potensial yang lebih tinggi daripada kutub bertanda negatif.

5.Dioda

Diode adalah komponen aktif dua kutub yang pada umumnya bersifat semikonduktor, yang memperbolehkan arus listrik mengalir ke satu arah (kondisi panjar maju) dan menghambat arus dari arah sebaliknya (kondisi panjar mundur). Diode dapat disamakan sebagai fungsi katup didalam bidang elektronika. Diode sebenarnya tidak menunjukkan karakteristik kesearahan yang sempurna, melainkan mempunyai karakteristik hubungan arus dan tegangan kompleks yang tidak linier dan seringkali tergantung pada teknologi atau material yang digunakan serta parameter penggunaan.

6.Motor dc

Motor Listrik DC atau DC Motor adalah suatu perangkat yang mengubah energi listrik menjadi energi kinetik atau gerakan (motion).

[Kembali]

3.Dasar Teori

Rangkaian integrasi digunakan untuk aplikasi sinyal kecil dan daya rendah, sebagian besar aplikasi daya tinggi masih memerlukan transistor daya individu. Daya maksimum oleh transistor dan suhu sambungan transistor itu terkait karena adanya disipasi daya yang menyebabkan peningkatan suhu di sambungan transistor . Biasanya, suhu maksimum sambungan dari jenis transistor daya ini adalah Silikon: 150°C–200°C, Germanium: 100°C–110°C.

Rata-rata disipasi daya oleh transistor adalah

P_D= V_CEI_C

Heatsink digunakan untuk menghilangkan panas dari transistor dengan menghilangkan ke udara sekitar seefisien mungkin. Di bawah ini merupakan beberapa jenis heatsink dan transistor :

Gambar 1. Transistor MJ15004G

Gambar 2. Heatsink

Berikut kurva perubahan daya pada transistor jenis silikon:

Gambar 3. Kurva perubahan daya

Kurva menunjukkan bahwa titik atas temperatur (tidak harus 25 ° C), setelah itu penurunan linear terjadi. Secara matematika dapat didiefinisikan sebagai berikut:

Gambar 4. Rumus Perhitungan suhu tertentu pada transistor

Dimana :
Temp₀ =penurunan suhu dimulai,
Temp₁= suhu tertentu (diatas nilai Temp₀),
P_D (temp₀) dan P_D (temp₁)= disipasi daya maksimum pada suhu yang ditentukan faktor derating = nilai yang diberikan oleh pabrikan dalam satuan watt (atau milliwatt) per derajat suhu.

Contoh

Tentukan disipasi maksimum untuk transistor silikon 80-W (pada 25°C) jika penurunan diperlukan di atas 25°C oleh faktor derating 0,5 W /°C pada suhu 125°C.

Jawab :

P_D(125°C) = P_D(25°C) - (125°C - 25°C)(0.5 W/°C) = 80 W - 100°C(0.5 W/°C)= 30 W

Thermal Analogy of Power Transistor

Dalam penyediaan analogi thermal electric, persamaan resistansi thermal digunakan untuk mendiskripsikan efek panas dari teorema elektrik. Persamaan pada gambar didefenisikan sebagai berikut:

Gambar 5. Rumus resistansi thermal

Dimana:

θ _JA: total resistansi thermal θ
θ_JC: resistansi thermal transistor
θ _CS: resistansi thermal insulator
θ _SA: resistansi thermal heat sink

Thermal to electrical analogy:

Gambar 6. Analogi Suhu ke Listrik

Dengan menggunakan hukum Kirchhoff maka :

TJ = PDθ_JA+ TA

Contoh :

Transistor daya silicon dioperasikan dengan heatsink (θ_SA=1.5 C/W). Transistor di set pada 150W (25 C), memiliki θ_JC 0.5 C/W dan θ_CS0.6 C/W . Berapa tenaga maksimal yang bisa disipasi atau terpisah jika temperaturedisekitarnya 40°C dan T_Jmax= 200°C ?
Jawab: