TD1 : Température et chaleur (2 séances)

Énergétique thermique GEII-1 IUT TROYESProblème (DS 1993)Calcul de radiateur et stabilité thermique.Un transistor de puissance (2N3055 documents fournis en annexe) est monté sur un dissipateurthermique. Le schéma équivalent de polarisation électrique est montré en figure ci contre.Ce transistor est fixé sur un radiateur thermique dont nous allons calculer la longueur. Entre le boîtierdu transistor et le radiateur, on place une rondelle de mica. On néglige la chute de tension rI E devantV CC. La puissance dissipée dans le transistor est environ : P = V CC.I E.VBBIBIErVCC1°) On donne R thmica = 0,48KW-1, T a=25°C,déterminer quelle doit être la résistanceVCC=30V thermique du radiateur (la température maximaleVBB=2V environ de jonction est fournie dans les documents sur leIE=1Ar=1,2 Ohm3055 et l'on prend une marge de sécurité de 50°C) ?2°) En déduire le type et la longueur de ceradiateur d'après les documents fournis ?Sous l'influence de la température un transistor voit son VBE diminuer (dV BE/dT j = -2,2mV/K), ce qui faitcroître le courant I B donc I E. La puissance à dissiper va donc croître et il y a un emballement thermiquece qui finit par détruire le transistor. En insérant une résistance r entre l'émetteur et la masse, si I Eaugmente, on diminuera la conduction du transistor et la puissance diminuera. On pourra ainsicompenser la dérive de T. Il faut donc avoir :r.dI E > 2,2.10 -3 .dT jOn a donc les relations :P d = F 1(V CC,I E) = F 2(R th,T j,T a) avec V CC = cste et T a = cste.3°) Déterminer dP d = f 1(V CC,I E) = f 2(R th,T j,T a) ?4°) En déduire la relation r > f(V CC,R th) qui assure la stabilité.5°) Vérifier l'homogénéité des unités.6°) Notre montage est-il stable en température (pas d'emballement thermique) ?7°) Pour quelle tension d'alimentation VCC le montage est-il en limite de stabilité ? Le transistorsupporte-t-il une telle tension ?Document réalisé avec StarOffice 5.1 sous LINUX20 / 21