在有线广播机、汽车收音机、半导体喊话筒或移动式扩音机等输出功率较大的半导体管放大器中，需要使用输出功率在500毫瓦以上的大功率半导体管。大功率管如果使用不当，容易损坏，用时必须十分注意。大功率半导体管与小功率管的显著不同点是输出功率大，本身消耗功率也大，所以工作时发热大。半导体管工作中有一个很大的限制条件，就是不能像电子管那样耐受高温。硅半导体管可以耐受较高温度，但最大也只在175℃光景。我们目前常用的大功率管主要是锗半导体管，它的集电结最高容许温度在85℃～100℃之间，一般定额是90℃。要想大功率管长期使用不致损坏，一定要注意不使它的集电结温度超过90℃。造成半导体管温度升高的因素是半导体管内部（主要是在集电结部分）的耗电大小和散热情况的好坏。在内部消耗功率相同的情况下，如果散热条件好些，就可以使半导体管的工作温度降低些。试装大功率半导体管扩音机时一定要充分注意它的散热问题，才不致使价值昂贵的大功率管轻易损坏。下面就谈谈这方面的原理和应采取的措施。
半导体管发热时，它的热量主要从集电结上发出，发热源是密封在管子内部的，热量由集电结传导到半导体管的外壳，再从外壳散发到周围的空气里去。所以半导体管在工作时，内部集电结的温度最高，管壳的温度较低，而管壳的温度又比周围的环境温度高，像水由高处往低处流一样，热量由高温部分往低温部分传去，散发到空气中去。可是集电结是密封在管壳内部的，看不见、摸不着，怎能知道它的温度高低呢？我们可以根据热学原理计算出来。半导体管在不工作时管壳与内部的温度一样，等于周围空气的温度。在工作时管子内部和外壳的温度就有了差异。由于热量由管内向管外传导时受管子导热能力的限制，不能立即把热量传出去，于是管内与管壳、管壳与周圉空气间都保持着一定的温差。而这温差的大小又与集电极上所消耗的功率大小成正比关系，集电极消耗愈大，温差也愈大。半导体管制造工厂在说明书里常常给出每瓦集电极消耗所产生的集电结与管壳间温度差异，叫做“热阻”，单位是“℃／W”。大功率半导体管充分考虑到散热能力，所以热阻很低，像国产大功率半导体管3AD1的热阻是小于2℃／W，而小功率半导体管的热阻却很大，像3AX1的热阻为0.25℃／mW，也就是250℃／W。管壳与周围空气间也有热阻，这热阻要看管壳与空气的接触面积大小来决定，同时也受周围空气流动速度的影响。如果用一只风扇来朝着管壳吹风的话，则散热快，热阻就降低。如果把管壳的面积加大，使它与空气的接触面积大些，散热加快，热阻也会减低。半导体管放大器多半是用干电池来供电的，所以不宜采用电风扇或其他吹风冷却，而采用加大散热面积的办法来降低热阻。大功率半导体管除了在制造时已把管壳做得较大，并把集电极直接与管壳相接，以加强散热能力以外，还在管壳上装有固定螺丝，以便于把管壳安装在面积很大、容易导热的金属散热片上，来加强散热作用。图1是两种大功率管安装散热片的方法，（a）是国产3AA1管的安装散热片方法，在散热片上钻一圆孔，把管颈的螺帽旋紧在散热片上，以加强管壳与散热片间的导热作用。（b）是一种国外大功率管安装散热片的方法，不同的地方是在管壳与散热片之间垫有一片厚约0.05毫米的云母片，在管颈上还套有胶木绝缘套，使管壳与散热片间电气绝缘，但垫有云母片部分的面积很大，所以热阻虽比图1（a）的直接连接法大些，但增加并不太多，使用这种方法的好处是散热片与集电极绝缘，可以同时兼作安装其他零件的底板之用。
根据热阻和集电极耗散功率，就可以求算半导体管集电结的工作温度。散热片的热阻除了与面积有关以外，还与材料、厚度和安装位置方法有关，铜片比铝片好些，厚铝片又比薄铝片好些，垂直安装的又比平放着好些。散热片以用铝片或钢片为宜，其他金属如铁片、锌片等导热均较差，使热阻加大，不宜使用。图2和图3给出用2.5毫米5毫米两种不同厚度的铝片和钢片做散热片时的热阻与面积的关系，要求散热片的正反两面都与空气接触，产生散热作用。如果一只半导体管不装在散热片上，而是直接靠管壳与空气接触来散热的话，管壳温度在同样耗散功率下比空气温度高得多，管内集电结的温度当然就更高了。为了不使集电结超过容许的温度，就必须限制集电极的耗散功率，因而半导体管的有效输出功率就减小了。以我们常用的一种大功率管3AD22来看吧，它的集电结与管壳间热阻θ\(_{j}\)-c为1℃／W，如果不装在散热片上的话，则管壳与周围空气间的热阻（θc-a）很高，为24℃／W，比管内热阻高十倍以上。如果周围空气温度T\(_{a}\)为40℃，集电结的最高容许温度Tmax为90℃的话，则最大集电极耗散功率P\(_{c}\)可用下面公式求出：
P\(_{c}\)=Tmax-T\(_{a}\)θj-c+θ\(_{c}\)-a=90-40;1+24=2瓦
即集电极耗散功率仅为2瓦。但是一只半导体管内部的热阻θ\(_{j}\)-c虽然是固定不能变更的，而管外的总热阻——即管壳与空气间的热阻，却可以设法使之降低。仍拿这只3AD22管子来说吧，如果我们把它安装在一块厚25毫米的铝质散热片上，散热片的面积为160平方厘米垂直立着，则从图2查出这散热片的热阻为3.5℃／W，而半导体管壳与散热片之间又没有垫绝缘片，热阻仅约有0.1℃／W，所以管外的总热阻就降低成为θc-s＋θ\(_{s}\)-a=0.1＋3.5=3.6℃／W（θc-s为管壳与散热片间热阻，θ\(_{s}\)-a为散热片与空气间热阻），还不到未装散热片时的\(\frac{1}{6}\)，这样一来，半导体管所容许的最大集电极损耗就大大增高，成为：
P\(_{c}\)=Tmax-T\(_{a}\)θj-c+θ\(_{c}\)-s+θs-a
=\(\frac{90-40}{1+0.1+3.5}\)=11瓦
如果散热片是用厚些的，或把面积加大些，则最大容许耗散功率还可增加，使半导体管可能达到的输出功率加大，因此大功率晶体管在使用时都要安装在散热片上。如果在管壳与散热片之间垫上一层厚0.05毫米的云母片的话，则热阻θ\(_{c}\)-s要比直接安装时增大些，一般在0.2到0.5℃／W。
安装散热片可以降低热阻和增加集电极容许损耗的道理，还可以应用在小功率半导体管上。拿我们收音机里常用的小功率低频管3AX2来说吧，由于外形很小，散热不易，所以热阻很大，它的内部热阻θ\(_{j}\)-c为0.25℃／mW，也就是250℃／W，而管壳与空气间的热阻也高达250℃／W，所以从集电结到空气间的总热阻为250＋250=500℃／W。虽然管内热阻不好变更，但可以加装散热片来降低管外热阻。如果能把管外热阻降低到5℃／W以下的话，那就可以把容许耗散功率几乎增加一倍。3AX2的集电结最高容许温度为100℃。有人曾试验在3AX1—4这类小功率管外套上如图4所示形状面积较大的散热片，可以使一对推挽放大管输出一瓦以上的音频功率，在农村中当作小型扩音机使用，效果很好，可以说是把大功率管使用的散热方法做了创造性的发挥。
由于半导体管的外壳都是密封的，不透水、不透油，所以还可以利用液体来进行冷却，把管子浸在粘度极小的稀油里，管子发热时把附近冷却的油加热，产生热对流作用把热传导到面积较大的容器外壳上去，也可以起散热作用。又因为油是绝缘的，还可以解决散热器的绝缘问题。这也是一种比较方便的散热方法。（罗鹏搏）