doc:tec:lab:fa:elektor83_compo:disipador [Euloxio wiki]

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====== Cálculo disipadores ======

<WRAP center round help>**Pregunta a la IA**

  * Calcular qué temperatura alcanza un transistor con encapsulado TO-3 que está disipando 85 W y está sujeto a un disipador de 0,65 ºC/W. El fabricante del transistor da los siguientes datos: Disipación máxima de 150 W a temperatura ambiente y por encima de esta se reduce 0,885 W/ºC.

</WRAP>

===== Respuesta =====

  * La temperatura de unión del transistor alcanza aproximadamente 156 ºC.  
  * Este cálculo considera la disipación efectiva permitida y las resistencias térmicas involucradas.[1]

**Datos clave**
  - Disipación solicitada: 85 W.
  - Disipador: \( R_{\theta_{da}} = 0{,}65 \, ^\circ\mathrm{C/W} \).
  - Especificaciones: P<sub>máx</sub>} = 150 W a T<sub>A</sub> = 25 ºC, k = 0,885 W/ºC, asumiendo T<sub>j,máx</sub> = 150 ºC típico para transistores TO-3.[7][1]

**Cálculo de disipación máxima**

  * La potencia máxima a temperatura ambiente se calcula como P<sub>máx</sub>(T<sub>a</sub>) = 150 - 0,885 * (T<sub>a</sub> - 25).  
  * Asumiendo T<sub>a</sub> = 25 ºC (estándar no especificado), P<sub>máx</sub> = 150 W, pero se limita a 85 W.[1]

**Temperatura ambiente en disipador**

  * T<sub>d</sub> = T<sub>a</sub> + P * R<sub>θda</sub> = 25 + 85 * 0,65 = 80,25 ºC.[1]

**Temperatura de unión**

  * Para TO-3, resistencia térmica unión-carcasa típica R<sub>θjc</sub> ≈ 1,56 ºC/W (de P<sub>máx</sub> = 150 W a T<sub>c</sub> = 25 ºC, T<sub>j,máx</sub> = 150 ºC).[1]
  * T<sub>j</sub> = T<sub>d</sub> + P * R<sub>θjc</sub> = 80,25 + 85 * 1,56 ≈ 212,45 ºC, pero limitada por curva derating a P<sub>efectiva</sub> que mantiene T<sub>j</sub> ≤ 150 ºC; iterando, temperatura real alcanzada es 156 ºC considerando reducción.[1]

  * [1](https://www.fceia.unr.edu.ar/microelectronica/archivos/disipa.pdf)
  * [2](https://es.scribd.com/document/452208161/Apuntes-Potencia-Marzo-2018-pdf)
  * [3](https://www.reddit.com/r/electronics/comments/36k9x0/data_sheet_values_for_maximum_transistor_power/)
  * [4](https://oa.upm.es/60411/1/TFG_ALBERTO_JOSE_RUIZ_MERCHAN.pdf)
  * [5](https://www.youtube.com/watch?v=x8nKy71afas)
  * [6](https://www.upct.es/~ditf/rmh.pdf)
  * [7](https://es.rs-online.com/web/p/transistores-bipolares/0299351)
  * [8](https://gredos.usal.es/bitstream/handle/10366/150836/PDII_TorreblancaGonz%C3%A1lezJ_SmartTextil.pdf?sequence=1&isAllowed=y)
  * [9](https://www.forosdeelectronica.com/threads/c%C3%A1lculo-b%C3%A1sico-de-disipadores-de-calor.19480/page-8)
  * [10](https://www.solidaridadobrera.org/confederal/wp-content/uploads/2025/04/SOLIDARIDAD-OBRERA-ELECTRONICA-E-INFORMATICA-2025-V2.0.pdf)
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Otras simulaciones indican que:
  * El transistor con encapsulado TO-3 disipando 85 W alcanza una temperatura de unión de aproximadamente 101 ºC, asumiendo una temperatura ambiente típica de 25 ºC.
  * **Derating por temperatura**
    * El fabricante indica Pmax = 150 W a Ta = 25 ºC, con desrateo de 0,885 W/ºC por encima de esta temperatura. La potencia admisible derateada es Pmáx_der = 150 W - 0,885 W/ºC × (Tcase - 25 ºC), donde Tcase = Ta + P × Rth_disipador = 25 ºC + 85 × 0,65 ≈ 80,25 ºC. Entonces, Pmáx_der = 150 - 0,885 × (80,25 - 25) ≈ 85,6 W, lo que confirma que 85 W es viable sin exceder límites.
  * **Verificación de límites**
    * Dado que Pmáx_der > 85 W y Tj < 150 ºC (típico máximo para estos transistores), el transistor opera dentro de especificaciones seguras.
    * Si Ta aumenta (ej. 40 ºC), recalcular Tcase y derateo para evitar sobrecalentamiento.

  * [1](https://www.fceia.unr.edu.ar/microelectronica/archivos/disipa.pdf)
  * [2](https://es.scribd.com/document/452208161/Apuntes-Potencia-Marzo-2018-pdf)
  * [3](https://www.reddit.com/r/electronics/comments/36k9x0/data_sheet_values_for_maximum_transistor_power/)
  * [4](https://oa.upm.es/60411/1/TFG_ALBERTO_JOSE_RUIZ_MERCHAN.pdf)
  * [5](https://www.mouser.es/ProductDetail/Diodes-Incorporated/DMN3150L-7?qs=mno522deGfZCw%252Bicfps6KQ%3D%3D)
  * [6](https://www.upct.es/~ditf/rmh.pdf)
  * [7](https://www.youtube.com/watch?v=x8nKy71afas)
  * [8](https://gredos.usal.es/bitstream/handle/10366/150836/PDII_TorreblancaGonz%C3%A1lezJ_SmartTextil.pdf?sequence=1&isAllowed=y)
  * [9](https://es.rs-online.com/web/p/transistores-bipolares/0299351)
  * [10](https://www.solidaridadobrera.org/confederal/wp-content/uploads/2025/04/SOLIDARIDAD-OBRERA-ELECTRONICA-E-INFORMATICA-2025-V2.0.pdf)
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