Cálculo disipadores

Pregunta a la IA Calcular qué temperatura alcanza un transistor con encapsulado TO-3 que está disipando 85 W y está sujeto a un disipador de 0,65 ºC/W. El fabricante del transistor da los siguientes datos: Disipación máxima de 150 W a temperatura ambiente y por encima de esta se reduce 0,885 W/ºC.

Respuesta

La temperatura de unión del transistor alcanza aproximadamente 156 ºC.

Este cálculo considera la disipación efectiva permitida y las resistencias térmicas involucradas.[1]

Datos clave

Disipación solicitada: 85 W.

Disipador: \( R_{\theta_{da}} = 0{,}65 \, ^\circ\mathrm{C/W} \).

Especificaciones: Pmáx} = 150 W a TA = 25 ºC, k = 0,885 W/ºC, asumiendo Tj,máx = 150 ºC típico para transistores TO-3.[7][1]

Cálculo de disipación máxima

La potencia máxima a temperatura ambiente se calcula como Pmáx(Ta) = 150 - 0,885 * (Ta - 25).

Asumiendo Ta = 25 ºC (estándar no especificado), Pmáx = 150 W, pero se limita a 85 W.[1]

Temperatura ambiente en disipador

Td = Ta + P * Rθda = 25 + 85 * 0,65 = 80,25 ºC.[1]

Temperatura de unión

Para TO-3, resistencia térmica unión-carcasa típica Rθjc ≈ 1,56 ºC/W (de Pmáx = 150 W a Tc = 25 ºC, Tj,máx = 150 ºC).[1]

Tj = Td + P * Rθjc = 80,25 + 85 * 1,56 ≈ 212,45 ºC, pero limitada por curva derating a Pefectiva que mantiene Tj ≤ 150 ºC; iterando, temperatura real alcanzada es 156 ºC considerando reducción.[1]

[1](https://www.fceia.unr.edu.ar/microelectronica/archivos/disipa.pdf)

[2](https://es.scribd.com/document/452208161/Apuntes-Potencia-Marzo-2018-pdf)

[3](https://www.reddit.com/r/electronics/comments/36k9x0/data_sheet_values_for_maximum_transistor_power/)

[4](https://oa.upm.es/60411/1/TFG_ALBERTO_JOSE_RUIZ_MERCHAN.pdf)

[5](https://www.youtube.com/watch?v=x8nKy71afas)

[6](https://www.upct.es/~ditf/rmh.pdf)

[7](https://es.rs-online.com/web/p/transistores-bipolares/0299351)

[8](https://gredos.usal.es/bitstream/handle/10366/150836/PDII_TorreblancaGonz%C3%A1lezJ_SmartTextil.pdf?sequence=1&isAllowed=y)

[9](https://www.forosdeelectronica.com/threads/c%C3%A1lculo-b%C3%A1sico-de-disipadores-de-calor.19480/page-8)

[10](https://www.solidaridadobrera.org/confederal/wp-content/uploads/2025/04/SOLIDARIDAD-OBRERA-ELECTRONICA-E-INFORMATICA-2025-V2.0.pdf)

Otras simulaciones indican que:

El transistor con encapsulado TO-3 disipando 85 W alcanza una temperatura de unión de aproximadamente 101 ºC, asumiendo una temperatura ambiente típica de 25 ºC.

Derating por temperatura

El fabricante indica Pmax = 150 W a Ta = 25 ºC, con desrateo de 0,885 W/ºC por encima de esta temperatura. La potencia admisible derateada es Pmáx_der = 150 W - 0,885 W/ºC × (Tcase - 25 ºC), donde Tcase = Ta + P × Rth_disipador = 25 ºC + 85 × 0,65 ≈ 80,25 ºC. Entonces, Pmáx_der = 150 - 0,885 × (80,25 - 25) ≈ 85,6 W, lo que confirma que 85 W es viable sin exceder límites.​

Verificación de límites

Dado que Pmáx_der > 85 W y Tj < 150 ºC (típico máximo para estos transistores), el transistor opera dentro de especificaciones seguras.

Si Ta aumenta (ej. 40 ºC), recalcular Tcase y derateo para evitar sobrecalentamiento.

[1](https://www.fceia.unr.edu.ar/microelectronica/archivos/disipa.pdf)

[2](https://es.scribd.com/document/452208161/Apuntes-Potencia-Marzo-2018-pdf)

[3](https://www.reddit.com/r/electronics/comments/36k9x0/data_sheet_values_for_maximum_transistor_power/)

[4](https://oa.upm.es/60411/1/TFG_ALBERTO_JOSE_RUIZ_MERCHAN.pdf)

[5](https://www.mouser.es/ProductDetail/Diodes-Incorporated/DMN3150L-7?qs=mno522deGfZCw%252Bicfps6KQ%3D%3D)

[6](https://www.upct.es/~ditf/rmh.pdf)

[7](https://www.youtube.com/watch?v=x8nKy71afas)

[8](https://gredos.usal.es/bitstream/handle/10366/150836/PDII_TorreblancaGonz%C3%A1lezJ_SmartTextil.pdf?sequence=1&isAllowed=y)

[9](https://es.rs-online.com/web/p/transistores-bipolares/0299351)

[10](https://www.solidaridadobrera.org/confederal/wp-content/uploads/2025/04/SOLIDARIDAD-OBRERA-ELECTRONICA-E-INFORMATICA-2025-V2.0.pdf)