Радиатор для транзистора / MOSFET с проверкой T_j

Силовой транзистор греется — выдержит ли он без радиатора, и если нет, какой θ_sa нужен? Калькулятор считает полную тепловую цепочку T_j = T_a + P·(θ_jc + θ_cs + θ_sa) и проверяет T_j < T_j_max по реальным datasheet-параметрам популярных MOSFET (IRF540N, IRFZ44N, BUZ11, IRF830, IRFP460). Поддерживает прямую (есть радиатор → температура) и обратную (нужна T_j_max → требуемое θ_sa) задачи.
Задача
Условия работы
0.8 = 20% запас (рекомендация Bergman & Lavine)
Силовой полупроводник
🇷🇺 Российский·АО «Микрон» / Интеграл·Vds=100В, Id=10А
Термоинтерфейс корпус ↔ радиатор
Заполнить форму можно без регистрации, но для запуска расчёта нужен аккаунт.РегистрацияВойти
Что считается и как

Расчёт радиатора для силового полупроводника основан на тепловой цепочке: тепло, выделяемое на p-n переходе, проходит через корпус, термоинтерфейс и радиатор в окружающий воздух. На каждом этапе — своё термосопротивление.

Полная формула (Bergman & Lavine, гл. 3.1):

T_j = T_a + P · (θ_jc + θ_cs + θ_sa)
  • T_j — температура p-n перехода (junction), °C
  • T_a — температура окружающего воздуха (ambient), °C
  • P — мощность рассеяния, Вт
  • θ_jc — junction-to-case, из datasheet (зависит от корпуса TO-220 / TO-247 / DPAK)
  • θ_cs — case-to-sink, зависит от термоинтерфейса
  • θ_sa — sink-to-ambient, характеристика радиатора

Прямая задача: дан радиатор с известным θ_sa → считаем T_j и проверяем T_j < T_j_max (иначе кристалл деградирует / сгорит).

Обратная задача: задаём допустимое T_j (обычно с запасом 20%, т.е. T_j_design = 0.8·T_j_max) → находим требуемое θ_sa:

θ_sa_max = (T_j_design − T_a) / P − θ_jc − θ_cs

Типовые значения θ_cs (термоинтерфейс):

  • Сухой контакт (без пасты): ~2.0 °C/W
  • Термопаста (КПТ-8, GD900): ~0.5 °C/W
  • Слюдяная прокладка + паста: ~1.0 °C/W
  • Силиконовая прокладка (Sil-Pad): ~1.5 °C/W

База MOSFET в калькуляторе — реальные параметры из datasheet производителей (Vishay Siliconix, Infineon, Fairchild/ON Semi). Все θ_jc и T_j_max сверены через WebSearch (см. дату обновления).

✓ Проверочный пример
Вход: IRF540N (T_j_max=175°C, θ_jc=1.15 K/W), P = 5 Вт, T_a = 25 °C, термопаста (θ_cs = 0.5 K/W), запас 0.8 (T_j_design = 140°C)
Ожидается: Требуемое θ_sa ≤ (140−25)/5 − 1.15 − 0.5 = 23·1 − 1.65 = 21.35 °C/W. Подходит средний игольчатый радиатор (~8 °C/W) или средний L-образный (~16 °C/W)
Источник: Vishay Siliconix IRF540N datasheet S21-0819-Rev.C; Bergman & Lavine «Fundamentals of Heat and Mass Transfer» гл. 3.1

Источники (проверены 2026-05-11): Datasheet IRF540N (Vishay Siliconix S21-0819-Rev.C, Infineon IRF540N v01), IRFZ44N (Infineon v01_01_EN), BUZ11 (Fairchild Rev.C0, ON Semi), IRF830 (Vishay S21-0852-Rev.D), IRFP460 (Vishay S22-0058-Rev.B). Bergman & Lavine «Fundamentals of Heat and Mass Transfer» гл. 3.1 (теория тепловых цепей). ГОСТ Р 53432-2009 (МЭК 60747-1) — параметры полупроводниковых приборов.

Опубликовано: 11 мая 2026 г.Обновлено: 11 мая 2026 г.Актуальность стандартов проверена при последнем обновлении
Калькулятор — вспомогательный инструмент для оценки. Для сертификации, проектной документации и приёмочных испытаний сверяйтесь с первоисточником стандарта.

Похожие калькуляторы