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+--- Sujet : Effet thermique des transistors ou comment lutter ? (/showthread.php?tid=13661)
Effet thermique des transistors ou comment lutter ? - PierreRa - 29/06/2025
Bonjour,
Pour ne pas polluer le post " Héphaïstos, 30 ans après ", je reprends ici ma requête et les derniers échanges:
(29/06/2025-14:10:42)jacquese a écrit :(29/06/2025-13:58:51)PierreRa a écrit : Concrètement, je suis en train de me faire un ampli avec un étage de sortie SE NPN en suiveur. Donc si je veux limiter cet effet, quelle est la solution, s'il y en a une, pour au moins le limiter et sans sortir une "usine à gaz"
Re-merci.
Il y a plein de solutions !
- cascocade,
- résistance dans le collecteur (à calibrer finement)
- couplage capacitif
- transistor surdimensionné (gros substrat)
etc...
(29/06/2025-14:20:20)6336A a écrit : On s'est un peu croisé avec Jacques.
Tu devrais ouvrir un sujet à ce propos, la chose me parait très intéressante.
Concrètement je suis parti du MoFo qu'on peut trouver ICI mais je l'ai adapté à ma façon pour du NPN. Il me manque encore quelques pièces avant d'attaquer le montage et tests.
Les avis et conseils (et non les débats stériles) sont les bienvenus, merci.
A suivre...
RE: Effet thermique des transistors ou comment lutter ? - 6336A - 29/06/2025
Donc si je comprends bien, le MoFo est ceci :
Tu utilises donc un NPN à la place de l'IRFP250 ?
Peux-tu nous en dire plus sur le schéma que tu vas utiliser ?
RE: Effet thermique des transistors ou comment lutter ? - jacquese - 29/06/2025
Bonjour Pierre,
Ce buffer en SE a été étudié avec soin.
Il n'est pas bon dans le bas-brave (en dessous 50Hz) mais pour le reste c'est excellent. Mais surtout, et une fois n'est pas coutume, le design amène avec quelque chose de simple à un gestion de l'aspect thermique du transistor de sortie au petit oignon...
On notera avec les valeurs de composants sélectionné par le concepteur pour une sortie de 8 ohm :
- un variation de dissipation du MOSFET optimisée au mieux grâce aux choix des paramètres de fonctionnement et de l'inductance qui sont tout sauf dus au hasard.
- une variation de dissipation du MOSFET dont la fréquence est le double de celle du signal. De ce fait le substrat régule encore mieux la température de la puce.
Ce sont exactement les deux critères que je recherche quand je conçois un schéma d'ampli et j'avoue que là c'est un sans faute.
Voici les relevés de dissipation thermique de ce MOFO illustrant mon propos :
J'ai simulé le schéma en prenant un IRF530 parce que je n'ai pas le modèle du IRFP2250 d'origine du schéma.
Dans les courbe du bas, il s'agit d'une mesure de la variation de puissance dissipée du MOSFET dans le temps sur un burst de Sinus de 10V en entrée en faisant varier la valeur de la résistance série de l'inductance de sortie (ce paramètre joue un rôle important).
La courbe la plus basse à droite correspond à la valeur minimale de variation. C'est pour la veleur de résistance série de 0.7 ohm pour une tension d'alimentation de 19V et une charge de 8 ohm. C'est exactement ce que préconise l'auteur. L'inductance Hammond fait exactement 50mH et 0.7ohm de résistance.
Ce sont des trucs qu'on ne voit dans un schéma au premier coup d'oeil.
C'est remarquable.
Autre mesure intéressante, la fréquence de variation de la dissipation dans le MOSFET :
On voit que la fréquence est le double de celle du signal utile. Excellent pour que le substrat du MOSFET joue parfaitement son rôle de régulateur de température.
Pour garder ce très bon résultat, il faut maintenir les autres paramètres en l'état : tension d'alim de 19V, charge de 8 ohm.
Ce qui joue sur cet optimisation sont :
- tension d'alim
- courant de repos
- résistance série de l'inductance
- valeur de la charge
Tout est interdépendant. Tu fixes d'abord les Watts voulus, tu en déduis le courant de repos, puis la tension d'alim, puis la valeur de la résistance série de l'inductance. Si tu trouves pas , tu pars de l'inductance proche que tu as trouvée et tu recalcule les autres paramètre.
Je peux t'aider sur ce point.
Sinon, je note aussi au passage que la puissance est modeste mais que le transistor est balaise. Donc inertie thermique maximisée (au détriment des capacité parasites)
Et enfin : le couplage capacitif en sortie qui joue un rôle de filtre passe-haut qui atténue les tensions TBF générées par la thermique.
Pour moi, il n'y a rien à ajouter sauf à sortir l’artillerie lourde du genre casode commandée par un multiplieur analogique. Ça marche super bien mais tu ne reconnaîtrais plus schéma
A noté ici : un cascodage à valeur fixe n'apporte rien au plan thermique car le courant module.
Merci d'avoir poster ce schéma que je ne connaissais pas. En voie de medium-aigu dans un système multi-amplifié ça doit être absolument redoutable ou en ampli casque.
RE: Effet thermique des transistors ou comment lutter ? - 6336A - 29/06/2025
Citation :jacqueseÇa l'est. Un des premiers SE dans le style était à ma connaissance le fameux nemesis de la MDA, tout à fait remarquable dans le haut du spectre sur un système multiamplifié.
Merci d'avoir poster ce schéma que je ne connaissais pas. En voie de medium-aigu dans un système multi-amplifié ça doit être absolument redoutable ou en ampli casque.
Certains ici ont dû à l'époque l'écouter, je pense qu'ils partageront mon avis.
Par contre, Pierre parle d'un SE NPN, je suppose qu'il s'agit donc d'un BJT et non pas d'un Mos canal N ?
RE: Effet thermique des transistors ou comment lutter ? - 0110195656700 - 29/06/2025
Bonsoir à vous,
J.M Plantefève a sans-doute la réponse sur la dérive thermique des transis, l’effet « mémoire thermique des transis ».
RE: Effet thermique des transistors ou comment lutter ? - 0110195656700 - 29/06/2025
Effectivement, mieux vaut un mje 182 ou 249,
Qu’un bd 140 ou 139.
RE: Effet thermique des transistors ou comment lutter ? - PierreRa - 29/06/2025
Merci pour vos réponse.
Ci-joint ce sur quoi je suis parti. A savoir que:
- cet ampli sera utilisé dans le medium-aigu sur chambres de compression
- le(s) condo(s) de sortie pouvant servir de passe-haut des filtres passifs (à voir et tester) pour chacune des 2 voies
- j'ai retravaillé la self de charge sur LTSpice
- besoin: 1 à 2 W
- BP sur Spice: 5Hz à 220kHz
- gros dissipateur: 0.3 °C/W
Je suis parti sur des NPN à large substrat pouvant dissiper un max de calories (MJE15032 en driver + 2SC5200). Le bon choix ?
Quoi d'autre ?
RE: Effet thermique des transistors ou comment lutter ? - PierreRa - 29/06/2025
(29/06/2025-18:47:53)jacquese a écrit : une variation de dissipation du MOSFET dont la fréquence est le double de celle du signal
Tu peux m'en dire un peu plus STP sur ce constat ?
RE: Effet thermique des transistors ou comment lutter ? - jacquese - 29/06/2025
C'est exactement le même principe que le passage d'une redressement simple alternance à un double alternance. L'ondulation est moins élevée avec le double alternance, car la densité d'énergie est plus uniforme du fait d'une fréquence de recharge double.
Regarde les deux courbes de ma seconde mesure. Elle sont en phase.
La courbe du bas est le transcient de dissipation dans le MOSFET. Tu vois que la fréquence est deux plus grande que le signal de sortie.
Ca veut dire que pour alternance du signal de sortie, nous avons deux pics de dissipation de sens contraire. La période d'un pic est divisée par deux par rapport au signal de sortie. Comme le pic de dissipation est plus court, la densité d’énergie transmise à la puce sur un pic positif est deux fois mois importante : la température de la puce va monter moins haut. De plus le pic négatif arrive plus vite pour repartir dans l'autre sens.
On a donc des pics de dissipation minimum et d'une largeur deux fois plus petite. L'ondulation de température est moins élevé et la variation de Vgs minimale.
Il y a une relation directe entre la hauteur des pics de dissipation et leur fréquence. Quand le signal est bien reparties avec deux pics à peu près de même hauteur, L'énergie thermique transmise à la puce est minimal. C'est la condition thermique optimale pour un étage de sortie.
Pour des petites puissances, les meilleures conditions sont Vce constants et courant constant = Disspation constante. C'est encore mieux mais le rendement est mauvais d'où l'utilisation en petite puissance.
Pour info, Je n'arrive pas à lire ton schéma c'est trop petit.
Pourquoi changer le mosfert par un bipolaire ?
Personnellement, pour ce schéma je me serai interessé au LM195 pour 1 ou 2 Watts.
RE: Effet thermique des transistors ou comment lutter ? - jacquese - 29/06/2025
Ces selfs à l'entrée c'est un transfo ?
Il y a encore mieux que le 15032 c'est le TCC004 de Toshiba.
Un 2SC5200 me semble tout de même exagéré pour un 2W.