Comprobación de estabilidad de fuga térmica

Fórmula

Descripción

La fuga térmica ocurre cuando la disipación de potencia de un componente aumenta con la temperatura más rápido de lo que el sistema de refrigeración puede eliminar el calor, creando un bucle de retroalimentación positiva que conduce a la destrucción. La condición de estabilidad requiere que la tasa de aumento de potencia con la temperatura (dP/dT) sea menor que la capacidad de refrigeración (1/Rth_ja). El resultado directo muestra el margen de estabilidad: positivo significa estable, negativo significa riesgo de fuga térmica. Esto es crítico para los BJT (que tienen coeficiente de temperatura positivo de corriente), los MOSFET en modo lineal y los reguladores de tensión a alta potencia.

Variables

• dP/dT — Tasa de aumento de potencia con la temperatura (W/°C)
• Rth_ja — Resistencia térmica de unión a ambiente (°C/W)

Notas prácticas

Un resultado positivo indica margen de estabilidad. Un resultado negativo significa que el diseño térmico es inestable: o bien mejore la refrigeración (menor Rth) o reduzca la sensibilidad potencia-temperatura. Los BJT son particularmente susceptibles porque la corriente de colector aumenta con la temperatura (alrededor del 7%/°C), lo que aumenta la disipación de potencia. Los MOSFET tienen un coeficiente de temperatura negativo en modo saturación, lo que proporciona estabilidad inherente, pero un coeficiente positivo en modo lineal (óhmico).