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2012年12月10日 (月)

最終段トランジスタの放熱対策

フルディスクリートヘッドホンアンプ基板をミニパワーアンプ化して
大音量でならし続けると最終段は、かなり熱くなります。

Aluminum1


このように最終段のトランジスタ(以降TRと略す)にキッチンアルミテープを貼り付けて放熱することで温度上昇を抑えることができます。
TRの黒いモールド部を挟み込むようにアルミテープを貼るのがコツです。
 

最終段のアイドリング電流は、各10~12mA程度としておくと、小音量時の温度も低めに保つことができます。

アルミテープの切れ端がトランジスタのリード線へショートしないように気をつけてください。

裏側へ追加したトランジスタへは放熱対策していませんが、上側の3TRの温度が下がると、基板パターンの温度も下がり、さらには裏側のTRの温度も下がるだろうという予測です、実際に触ってみた所格段に温度が下がっていました。
 
 
もう少し詳しく書きますと、
TO-92のようなトランジスタの放熱は、モールド部分の表面積が小さく、その部分からの放熱はごく僅かです。 ところがリード線3本は、銅や銅合金でできているため、熱伝導率が高いので基板のパターン(銅箔)へと伝わやすいのです。
 
トランジスタのPN接合部からもリード線へと伝わりやすい構造となっていますのでこのリード線からの放熱は無視できないほどの比率があります。
(上の写真のようにTRはなるべく深く基板へと差し込み、リード線を短くします)
 
ということで、HPA-12のパターンは、最終段トランジスタの配線パターンを信号や電源をつなげるだけではなく、ある程度の面積を持たせて、放熱を意識したパターンとしてあります。  もとの3個のTRがアルミテープによりモールド部で放熱すると、基板パターンの温度も下がり、裏側へ追加したTRの温度も下がるという仕組みです。
 
 
 
とは言っても、6Ωのスピーカだと電流の定格はそれほど余裕がないので、過信は禁物です。  音量はほどほどに。
 
(4Ωのスピーカ駆動は控えてください)
 
 
トランジスタなどの半導体は、絶対最大定格という定格がありまして、瞬時でもその値を超えるような使い方をすると壊れる可能性があるとデータシートに載っています。

実際には、多少の余裕があるのですが、一応守っておいたほうが良いです。
 

パワートランジスタを試験すると、モールドの表面温度が150℃になっても、まだ壊れずに動作していたりします。 
 
 
 

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