Un semiconduttore ThermalTrak è un tipo di dispositivo progettato per migliorare le prestazioni termiche e di monitoraggio della temperatura in applicazioni elettroniche, come amplificatori di potenza e circuiti di controllo. Il principio fondamentale di un ThermalTrak è l’integrazione di un diodo di monitoraggio termico direttamente all’interno del package del transistor di potenza. Questo diodo fornisce un metodo preciso per misurare la temperatura del dispositivo, consentendo un controllo più accurato e una gestione termica efficace.
Funzionamento del ThermalTrak:
I semiconduttori tradizionali (come transistor, Mosfet, Hexfet, IGBT) richiedono sensori di temperatura esterni per monitorare il calore generato durante il funzionamento. Questo approccio presenta alcune limitazioni, poiché il sensore esterno può non riflettere accuratamente la temperatura interna del transistor, portando a inefficienze nel controllo termico. Questo perché tra la variazione di temperatura della giunzione interna ed il sensore esterno di retroazione, vi è un lungo tempo nel quale avviene discrepanza di lettura del valore effettivo (che non è comunque del tutto attendibile).
In un semiconduttore ThermalTrak, il diodo di monitoraggio termico è integrato molto vicino alla giunzione del transistor, permettendo una lettura diretta e precisa della temperatura.
Quando il transistor di potenza opera, genera calore. Il diodo termico nel ThermalTrak risponde rapidamente ai cambiamenti di temperatura, fornendo un segnale proporzionale alla temperatura interna del transistor. Questo segnale può essere utilizzato da un circuito di controllo per regolare dinamicamente la corrente o la tensione di alimentazione, garantendo che il dispositivo operi entro limiti di temperatura sicuri e ottimizzando le prestazioni complessive.
Vantaggi del ThermalTrak:
Accuratezza termica: La vicinanza del diodo di monitoraggio termico alla giunzione del transistor permette una misurazione della temperatura più accurata rispetto ai sensori esterni, molto più accurata, su certi manuali si ipotizza che la lettura possa essere attendibile anche seguendo un segnale sinusoidale nel settore Hi-Fi, quindi anche a 20.000Hz.
Risposta rapida: Il diodo integrato risponde rapidamente ai cambiamenti di temperatura, consentendo un controllo termico più reattivo, come detto sopra, quasi in tempo reale.
Efficienza del sistema: Con un monitoraggio termico più preciso, è possibile ottimizzare le prestazioni del circuito, riducendo il rischio di surriscaldamento e migliorando l’efficienza energetica.
Semplificazione del progetto: Integrare il monitoraggio termico direttamente nel package del transistor semplifica il design del circuito, eliminando la necessità di sensori esterni e riducendo il numero di componenti.
I semiconduttori ThermalTrak, anche se poco noti, possono essere molto interessanti per particolari progetti di amplificatori lineari audio in classe AB complementare (e non solo) dove la lettura diretta della temperatura di giunzione consente una retroazione velocissima ed impossibile da immaginare prima dell’invenzione di questi particolari semiconduttori.
Come si vede dalla foto, il ThermalTrak dispone non dei soliti 3 PIN (ad esempio BCE) ma anche di 2 pin aggiuntivi connessi al sensore di temperatura interno. Nello specifico (ma vedi sempre il datasheet del produttore) i terminali sono BECAK (base – emettitore – collettore – anodo – katodo)
Ecco due sigle di esempio di semiconduttori ThermalTrak complementari con corrente di 15 A, tensione massima di 260 VOLT e potenza dissipabile massima di 200 W
NJL3281D (NPN)
NJL1302D (PNP)
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