Способы охлаждения полупроводниковых приборов

Отведение от полупроводниковых приборов греющей мощности, достигающей сотен ватт и даже нескольких киловатт, осуществляется системой охлаждения, в которую входят охладитель и охлаждающая среда. В качестве охлаждающей среды используется воздух, масло или вода. Основные физические константы, ха­рактеризующие теплотехнические свойства охлаждающих сред, приведены в табл. 9.1. Сравнительная теплопередача системы, в кото­рой используется в качестве охлаждающей среды воздух, масло, вода, характеризуется соотношением 1:10:100, т. е. наилучший отвод теплоты достигается при передаче от металла охладителя к охлаждающей воде.

Таблица 9.1

Основные физические константы, ха­рактеризующие теплотехнические

свойства охлаждающих сред

Передача тепла (в газах, жидкостях и твердых телах) происходит от молекулы к молекуле. При конвекции передача тепла происходит в результате взаимодействия масс материальных частиц. Различают свободную и принудительную конвекцию. В принудительной конвекции охлаждающая среда перемещается посредствам вентилятора или насоса. При тепловом излучении тепло передается благодаря распространению электромагнитных волн в области инфракрасного спектра. Излучение является видом передачи тепла, которая может осуществляться, в том числе и вакууме.

В зависимости от вида охлаждающей среды системы охлаждения принято разделять на воздушные, жидкостные и испарительные.

Способы охлаждения полупроводниковых приборов разнообразны и могут основываться на их прямом (непосредственном) взаимодействии с внешней охлаждающей средой или на применении промежуточного контура с теплоносителем. В зависимости от реализации движения охлаждающей среды относительно охладителя различают естественное и принудительное охлаждение.