大家知道，安装大功率晶体管必须同时考虑管子的散热问题，否则在使用时容易损坏。这篇文章就简单讲讲管子的散热与哪些因素有关，怎样计算散热板的尺寸等几个问题。
从管子的热阻谈起
晶体管在正常工作时，有电流流过集电结，于是在集电结上就会产生热量，流过的电流越大，产生的热量也就越大。
这个热量散发到管子外部空间去，要受到一定的阻力，我们称这种阻力为晶体管的热阻，用R\(_{t}\)来表示。Rt越小，管子的热量就越容易散发到外部空间去；反之，R\(_{t}\)越大，管子的热量则越不能及时散发。
要想使大功率管散热顺利，根据前面分析可知，必须尽量减小总热阻R\(_{t}\)。总热阻Rt等于晶体管集电结至管壳之间的内热阻R\(_{T}\)与管壳至管外空间之间的外热阻Rb之和，即R\(_{t}\)=RT＋R\(_{b}\)。RT值可从晶体管手册中查到。在不加散热装置时，R\(_{b}\)是较大的。当加了散热装置以后，Rb分成R\(_{H}\)和Rc两项，此时R\(_{t}\)=RT＋R\(_{H}\)＋Rc。R\(_{H}\)为散热装置的热阻，应当越小越好，它完全决定于散热装置的形式、材料和总面积。Rc为云母绝缘片的热阻，它是考虑到功率管集电极（通常为管子的外壳）与底板之间采用云母片绝缘时引进的一个量。当云母片的面积等于功率管的底座面积，且云母片的厚度为0.25～0.75毫米时，R\(_{c}\)为（0.3～0.8）℃／W。可以看出，为了减小Rc，安装时使管子和散热板密贴非常必要，最好在管子和散热板之间涂上硅脂或硅油，以利散热。在条件允许的情况下，管子和散热板之间最好不用云母片绝缘，以减小R\(_{c}\)。因此，有时宁可将散热板与机架绝缘，而不采用管子与散热板绝缘的方式。
怎样确定散热板的尺寸？
既然安装散热板作用很大，那么，在业余条件下怎样确定散热板的尺寸呢？
让我们先从温度关系来着手分析。晶体管从结开始到管外空间，各点的温度是逐渐下降的。即T\(_{i}\)＞Tc（壳温）＞T\(_{H}\)（散热片温度）＞Ta（环境温度）。功率管的结温T\(_{i}\)可从《晶体管手册》中查到，一般锗管Ti为90℃，硅管T\(_{i}\)为175℃。环境温度Ta由设计要求决定，一般取40℃。
限制功率管最大输出功率P\(_{CM}\)的主要因素是Rt、最高允许结温T\(_{i}\)和环境温度Ta，在分析时可认为T\(_{i}\)与Ta之差正比于P\(_{CM}\)，即Ti-T\(_{a}\)=APCM。式中A为比例常数，它就相当于功率管的总热阻R\(_{t}\)，所以上式可写为Ti－T\(_{a}\)=RtP\(_{CM}\)，即：PCM=（T\(_{i}\)－Ta）/R\(_{t}\)。根据上面公式，就可以很方便地设计散热器的尺寸了。
例如：已知大功率管3AD6的P\(_{CM}\)要求为10瓦，最高结温Ti=90℃，热阻R\(_{T}\)=2℃／W，并设最高工作环境环温度Ta为40℃。试设计散热片尺寸。
设计步骤：①求出3AD6的总热阻为R\(_{t}\)=Ti-T\(_{a}\)PCM=90℃-40℃;10W=5℃/W。②设散热片与管壳之间不加云母片，则R\(_{c}\)=0。根据Rt=R\(_{T}\)＋RH＋R\(_{C}\)，则RH=R\(_{t}\)-RT－R\(_{C}\)=5℃／W－2℃／W－0=3℃／W。③根据RH的大小查附图（R\(_{H}\)与正方形散热器边长a的关系曲线），就可直接求出散热片的尺寸为140×140×3毫米\(^{3}\)。附表中列出了几种常用大功率管的散热片尺寸，可供参考。
在业余条件下，如果手头的铝板厚度不是3毫米怎么办呢？这时仍可先按3毫米铝板设计，然后再按下式计算，就可以得出任意厚的铝板的尺寸。这个公式为
X＝\(\frac{S}{d}\)
式中X为现有散热片的尺寸; d为现有散热片的厚度; S为按3毫米铝板设计时铝板的总体积。
例如：用3AD6做功率管，输出功率为5瓦，手头铝板厚度为2毫米，试求铝板应有多大尺寸？
设计步骤：①先求出3毫米铝板的尺寸，查表为60×60×3毫米，则它的总体积为S=10800毫米\(^{3}\)。②根据公式计算现有散热板尺寸为X＝\(\frac{S}{d}\)=10800;2≈73毫米，则散热片尺寸为73×73×2毫米。
安装注意事项
1．对于一定厚度的散热板来说，当面积增加到一定值后，继续再增加面积并不能减小热阻。因此，在一定的厚度下，过分地增加散热板的面积是无用的。只有增加散热板厚度，才能使热阻R\(_{H}\)进一步减小。
2．如果机壳体积有限，限制散热板不能做太大，而散热板面积不够用时，可不增加散热板的尺寸和厚度，只在原散热板上均匀地钻一些小孔，也能扩大散热面积。孔的直径可大致等于铝板的厚度。
3．当功率管为锗管时，散热板与环境之间的温差不大，主要靠对流方式散热，这时，散热板的安装位置对散热效果影响较大，最好采用垂直方式安装。
当功率管为硅管时，散热装置与环境之间温差较大，除靠对流方式散热外，热辐射散热也起较大作用。因此，散热板必须涂黑处理。
4.对于中、小功率管的散热，可直接利用铜片卷成和管子粗细相同的圆管，套在管子上即可。(张新)