电子设备的散热是个很重要的问题，因为过高的温度会使元器件、设备的性能变坏，可靠性降低、甚至不能工作。例如电真空器件的损坏有90％是由于温度过高而引起的；对半导体器件，温度升高将引起工作点的漂移，增益变化，可能造成多级放大器的自激或频率不稳定，严重时甚至会造成热击穿。电子设备的散热分两个方面，一个是元器件本身的散热，另一个是电子设备的散热。常用的散热方式有自然散热、强迫风冷、液体冷却、蒸发冷却、半导体致冷、静电致冷等。本文主要介绍元器件的自然散热。
哪些元器件需要散热？
电阻、电容、变压器、扼流圈、电子管、晶体管、可控硅及集成电路，它们都需要散热。如果它们的发热量不大，可通过合理的布局、选材、元器件表面处理，然后由元器件的管壳和引线把热量散发出去：合理布局就是形成一个较流畅的风道，以利于对流散热，如元器件保持一定距离；合理选材是选择导热性能好的材料，如用铜、铝作导热材料；合理的元器件表面处理是在元器件表面涂覆黑色或有色粗糙漆，以加强辐射。如果元器件发热量大（晶体管功率大于1W或集成电路的热流密度大于0.6W/cm\(^{2}\)），则要用散热器散热。
常用金属散热器：
1. 平板型散热器。如图1（a）所示，它就是一块长方形或正方形铝板或铝合金板，厚度在1.5～3.0mm之间，它可以是机箱的后箱板，即将晶体管直接安装在机箱的后板上。如果需要电绝缘，则可在晶体管和后箱板之间垫上一层或若干层对电绝缘但导热效果好的垫片，但散热器面积不大，对流传热效果不是很好。通常用在中小功率晶体管中。2. 铝型材热散器（也称肋片式散热器），如图1（b）所示，材料与平板散热器一样，但散热面积更大。其沟槽结构符合气流的流动，安装的方向应使气流槽在上下方向，而不要在水平方向。这类散热器用在中、大功率的晶体管上。但因肋片互相平行，互相吸收了辐射热能，所以辐射散热的效果不理想。3. 叉指型散热器，如图1（c）所示，材料也是铝或铝合金。它做成像直立的手指一样，参差不齐，故名叉指型。它的对流、辐射效果都较好，散热器体积可大可小，适用于小、中、大各种功率晶体管。安装时可平放、横侧放和竖侧放之分。其颜色大多是在金属表面涂覆黑色漆，以提高辐射散热能力。也有少部分为白色或其它颜色。
散热器安装：
当晶体管安装散热器后，在管壳与散热器之间存在一个接触热阻，如还安装了电绝缘垫片，则还存在一个绝缘垫片的导热热阻。这两个热阻的存在，使总热阻增加，会降低散热效果。导热热阻与所用的材料有关。接触热阻与接触的压力、表面粗糙度、平面度及材料的硬度、接触面的大小等因素有关。为了尽可能减少导热热阻及接触热阻，应注意如下几点：1. 安装时应尽量增大晶体管、集成电路等大功率器件与散热器的接触面积，降低接触热阻，提高传热效率。2. 安装时可在晶体管、集成电路等功率器件与散热器之间加一层薄薄的导热硅脂，热阻可以降低25％～30％。3. 如功率器件与散热器之间垫导电或绝缘垫片，可选用紫铜箔、铝箔或薄云母、聚酯薄膜、氧化铝、硅橡胶等。导热效果最好的要算纯度在99％以上的氧化铍粉末冶金垫片，其导热率接近铝，但在受压时易碎。4. 安装孔（或组孔）应置于散热器基面的中心位置，或在散热器基面中心线上均匀分布。5. 紧固功率晶体管时需保证螺钉扭力一致。6. 功率器件与散热器安装好了后，不宜再对功率器件和散热器进行机械加工或整形，以免产生应力，增加接触热阻。7. 自然冷却时应使散热器的断面垂直于水平面的方向；强制风冷时，应使气流的流向平行于散热器的肋片方向。8. 散热器的安装孔型有4种，见图2，安装时晶体管的管脚形式应与散热器安装孔型一致。
散热原理浅析：
晶体管集电极耗散功率为PC=Vce.IC，由于集电结电阻很大，故集电极电流IC通过时会产生较大的热量。如果不能将集电结上的热量及时散走，结温会不断升高，直至烧毁管子。晶体管散热的途径是集电结上的热量通过内部的接触传到管子外壳及引线，再向周围空气传热。如果不加散热器，仅靠管子外壳及引线传热，由于管壳的面积小，空气的导热能力很低，管壳向空气对流、辐射、传导都很低，这样热量不能及时失散。如果在管子上安装散热器，且保证管壳与散热器接触良好，则管子上热量能快速有效地传到散热器上，再由散热器把热量传到周围的空气中去。散热器热阻很小，散热能力很大，可把散热能力提高5倍以上。也就是说管子的输出功率可以提高5倍以上，效果是明显的。
（蔡建国）