NチャンネルパワーMOS FETとコイルの発熱

質問

最近購入したニキシー管時計に採用されているSOTパッケージのパワーMOSFETと101と刻印されたコイルの発熱が気になり、このまま使用しても良いものか、ヒートシンクを後付したほうが良いのか質問した次第です。正確に測ったわけではないですが1～2秒は指で触っていられるので45℃～50℃くらいではないかと思います。コイルの発熱は分かるのですがパワーMOSFETって正常な動作でこんなに発熱するものなんですか？回路設計上（帰還電流等）の問題？

使われている主だったパーツの詳細も書いておきます。
FQU2N60C - MOS FET（http://www.onsemi.jp/pub/Collateral/FQU2N60CJP-D.pdf）
LM2596 - Power converter 12v to 150v
DS3231 - time IC
24C02 - memory IC for setting saving
STM32F103VBT6 - Micro Control Unit
TM1812 - Led driver for all the 8 leds
IN-12A - nixie tube
INS-1 - neon tubu

回答No.2

mdmp2 · ベストアンサー

問題ないと思います。
FQU2N60C - MOS FET（http://www.onsemi.jp/pub/Collateral/FQU2N60CJP-D.pdf）
を見ると、
・ヒートシンクなし、周囲温度25℃のときの最大損失(Power Dissipation TA = 25°C) = 2.5W
・ジャンクション温度の最大値= 150℃ (Operating and Storage Temperature Rangeより)
・FETのケースとジャンクション間の熱抵抗 (Thermal Resistance, Junction-to-Case, Max) = 2.78 ℃/W
となっています。

2.5W の損失で使用した時、FET のケースの温度よりジャンクション温度は、2.5W x 2.78 ℃/W = 6.95 ℃ (約7℃) 高くなる計算です。
ケースの温度が50℃だとすると、ジャンクションの温度は約57℃となります。ジャンクション温度の最大値150℃を遥かに下回っています。指でつまんで数秒間触っていられる程度の温度であれば問題ありません。

ついでですが、Power Dissipation (TC = 25°C) = 44W となっていますが、
それは、
・FET のケースの温度を25℃に保つことができたとして、
・FET に電力損失を与え、ジャンクション温度が最大許容値150℃ になった時、
ジャンクションの温度とFET のケースの温度の差 = 150℃ - 25℃ = 125℃、
その時の損失は、125℃/2.87 ℃/W = 44W という計算です。

お礼

おお！詳細な回答ありがとうございます。
やっとこさ合点が行きました！。

回答No.1

nanashisan_

ケース温度が45～50℃ならジャンクションは50～60℃くらいですよね。
普通じゃないでしょうか。

お礼

早々の回答ありがとうございます。
助かりました。