elektrische conductiviteit Siemens

Alle overige elektronica.
Bericht
Auteur
pe1cmo
Berichten: 2069
Lid geworden op: 21 mar 2015, 19:42
Roepletters: pe1cmo
Locatie: Ayamonte (spanje)
Contacteer:

elektrische conductiviteit Siemens

#1 Bericht door pe1cmo »

Ik ben op zoek naar goede warmte geleidende stoffen die ook elektriciteit geleiden.
Dit wil ik gebruiken onder componenten die èn gekoeld moeten worden, èn een goede geleding moeten hebben.

Nu heb ik een thermische gapfiller gevonden in een koolstof (grafiet) vorm, dat een thermische geleding heeft dat vele malen beter is dan koper of aluminium, en een electriche conductiviteit heeft van 20000 siemens, en nog betaalbaar ook.

Nu staat mij nog (van school, 45 jaar terug) bij dat een siemens is 1/Ohm
Als dat zo is, dan is 20000 siemens omgerekend 0,00005 Ohm.
Als dat zo is, hof ik me er niet druk om te maken.

Kan iemand dit bevestigen, of siemens 1/Ohm is
EA7/PE1CMO
Ayamonte España

Gebruikersavatar
PE1PQX
Berichten: 4529
Lid geworden op: 06 jun 2011, 21:51
Roepletters: PE1PQX
Locatie: Emmen (JO32LS)
Contacteer:

Re: elektrische conductiviteit Siemens

#2 Bericht door PE1PQX »

https://nl.wikipedia.org/wiki/Siemens_(eenheid)

Klopt, G=1:R (Geleiding is 1 gedeeld door weerstand, Siemens = 1 : Ohm)
73', André PE1PQX (Site: http://www.pe1pqx.eu)

"Anyone who sits on top of the largest hydrogen-oxygen fueled system in the world; knowing they're going to light the bottom - and doesn't get a little worried - does not fully understand the situation"
John Young, Astronaut (Gemini 3, Gemini 10, Apollo 10, Apollo 16, STS-1, STS-9)

Gebruikersavatar
PA3DJS
Berichten: 2494
Lid geworden op: 04 mei 2014, 16:41
Roepletters: PA3DJS
Locatie: Maarssen
Contacteer:

Re: elektrische conductiviteit Siemens

#3 Bericht door PA3DJS »

De weerstand (R) die je dan gaat hebben is:

R = (laagdikte)/( (oppervlak)*(soort.geleid) ).

De eenheid van soortelijke geleidbaarheid is Siemens/m

Het komt op mij wat vreemd over dat een soortelijke geleiding (elektrische conductiviteit) uitgedrukt wordt in Siemens. Is het niet 20 kSiemens/m? Koper heeft een soortelijke geleidbaarheid van ongeveer 57 MSiemens/m.

Op basis van 20 kSiemens/m heeft een "lijmoppervlak" van 1 cm2 en een dikte van 0.5 mm een weerstand van 0.25 mOhm.

Gebruikersavatar
PE1PQX
Berichten: 4529
Lid geworden op: 06 jun 2011, 21:51
Roepletters: PE1PQX
Locatie: Emmen (JO32LS)
Contacteer:

Re: elektrische conductiviteit Siemens

#4 Bericht door PE1PQX »

geleiding of soortelijke geleiding? 2 verschillende dingen die met elkaar te maken hebben.
73', André PE1PQX (Site: http://www.pe1pqx.eu)

"Anyone who sits on top of the largest hydrogen-oxygen fueled system in the world; knowing they're going to light the bottom - and doesn't get a little worried - does not fully understand the situation"
John Young, Astronaut (Gemini 3, Gemini 10, Apollo 10, Apollo 16, STS-1, STS-9)

Gebruikersavatar
PA3DJS
Berichten: 2494
Lid geworden op: 04 mei 2014, 16:41
Roepletters: PA3DJS
Locatie: Maarssen
Contacteer:

Re: elektrische conductiviteit Siemens

#5 Bericht door PA3DJS »

PE1PQX schreef:geleiding of soortelijke geleiding? 2 verschillende dingen die met elkaar te maken hebben.

Een weerstand (dus het component) heeft zekere weerstand (in Ohm) of geleiding (in Siemens = 1/Ohm).

Een materiaal heeft een soortelijke geleiding (Siemens/m), maar men kan natuurlijk ook soortelijke weerstand (Ohm*m) gebruiken. Soortelijke geleiding = 1/(soortelijke weerstand).

Voor soortelijke geleiding wordt het symbool σ (sigma) gebruikt, voor soortelijke weerstand het symbool ρ (Rho). Zoals je weet wordt voor weerstand het symbool R gebruikt, en voor geleiding het symbool G.

Hopelijk maak ik het niet al te onduidelijk...

pe1cmo
Berichten: 2069
Lid geworden op: 21 mar 2015, 19:42
Roepletters: pe1cmo
Locatie: Ayamonte (spanje)
Contacteer:

Re: elektrische conductiviteit Siemens

#6 Bericht door pe1cmo »

Ik volg jullie, en zoals jullie het omschrijven is het ook dat wat je volgens mij op school kreeg.

https://industrial.panasonic.com/cdbs/w ... 000C27.pdf is de datasheet, en op blz3 de Electrical conductivity van 20000S/cm

maar of het materiaal ook zacht genoeg is om onder componenten te monteren moet ik nog uitzoeken.
Wil het gebruiken onder een nieuwe generatie Powerfets als de ART2K0 een 2 kilowatt Fet, en dan meer tussen de koperen warmtegeleider en de tor ipv van koelpasta.
EA7/PE1CMO
Ayamonte España

Gebruikersavatar
PA3DJS
Berichten: 2494
Lid geworden op: 04 mei 2014, 16:41
Roepletters: PA3DJS
Locatie: Maarssen
Contacteer:

Re: elektrische conductiviteit Siemens

#7 Bericht door PA3DJS »

Aha, in Siemens/cm

die 20000S/cm is dus 2 MS/m.

Die transistor is erg leuk, met een drain-source breakdown voltage van 200V. Dat is leuk voor FM klasse E eindtrapppen.

pe1cmo
Berichten: 2069
Lid geworden op: 21 mar 2015, 19:42
Roepletters: pe1cmo
Locatie: Ayamonte (spanje)
Contacteer:

Re: elektrische conductiviteit Siemens

#8 Bericht door pe1cmo »

Maar ik heb meer interesse in klasse A AB, of te wel het lineaire deel van de karakteristiek. En mijn ervaring is dat hoe hoger de spanning, hoe beter dat gaat.
Alleen het ontwerp wat ik heb is geschikt tot ruim 50V (63V condensatoren) en voor deze FET maar een print opbouwen met 100V condensatoren.

En helaas zijn er geen datasheets of app. notes waarbij een lineaire schakeling beschreven wordt, dus dat is proberen.
EA7/PE1CMO
Ayamonte España

Thom PA9T
Berichten: 410
Lid geworden op: 19 dec 2005, 16:37
Roepletters: PA9T
Locatie: Oudewater

Re: elektrische conductiviteit Siemens

#9 Bericht door Thom PA9T »

Ik ben erg benieuwd of je de versterker stabiel krijgt met het grafietmateriaal tussen de FET en de koperen heat spreader. Ik heb dat op mijn werk wel eens geprobeerd met een 10 Watt GaN versterker van 1 - 6 GHz, maar die versterker kreeg ik niet stabiel. Met normale koelpasta bleef de versterker wel stabiel.

Ik weet niet meer precies welke grafietmat ik toen heb gebruikt. Ik geloof van Laird. Het kan ook zijn dat ik het materiaal verkeerd heb toegepast destijds.

Die FET is in ieder geval echt gaaf! :D

Gebruikersavatar
PA3DJS
Berichten: 2494
Lid geworden op: 04 mei 2014, 16:41
Roepletters: PA3DJS
Locatie: Maarssen
Contacteer:

Re: elektrische conductiviteit Siemens

#10 Bericht door PA3DJS »

Die ex. Philips/NXP LDMOSFET is inderdaad supergaaf. bedoeld voor 65V voeding met Vdsbkdwn > 200V.

De soortelijke geleiding is beter dan in mijn rekenvoorbeeld. Op basis van 2 MS/m (20 kS/cm) en een materiaaldikte van 0.5 mm, kom je op een weerstand van 2.5 uOhm.

Thom heeft mij wel even aan het denken gezet (vanwege die 6 GHz van jou): skindiepte.

De stroom die dwars door het materiaal heen moet, blijft min of meer aan de omtrek van MOSFET zitten.

Even uitgaande van 145 MHz heb je voor 2 MS/m een indringdiepte van 30 um in dat materiaal. Een rechthoekje van 1*1 cm2 heeft dan een omtrek van 0.04m, het effectieve oppervlak waar de source stroom doorheen moet, is dan 30um*0.04 = 1.2e-6 m2.

De ACweerstand (voor 145 MHz, 0.5 mm materiaaldikte) bedraagt dan: 0.2 mOhm. Die MOSFET heeft een grotere omtrek dan 0.04 m, dus de AC weerstand komt dan lager uit.

@Thom: Ik had het meer dan leuk gevonden als je wist wat voor materiaal dat was. Met een kleinsignaalchippie (voor GPS) een keer instabiliteit gehad vanwege te weinig vias direct onder het component....

nanko
Berichten: 503
Lid geworden op: 10 okt 2012, 21:42
Roepletters: PA0V
Locatie: JO33JH

Re: elektrische conductiviteit Siemens

#11 Bericht door nanko »

Ik gebruik nu 0.05mm indiumfolie tussen heatspreader en FET.
Op 144 MHz geen verschil in prestaties tov thermal grease.
Het temperatuursverchil tussen flens en heatspreader is wel
fors verminderd
Grafiet lijkt mij minder geschikt omdat het niet zoveel vervormt
als bv indium, airpockets worden dan niet gevuld met geleidend
materiaal.
Ik heb me nog geen tijd gegund om me te verdiepen in de thermische
eigenschappen van diverse materialen.
Voor nog geen 10 euro koop je 50 x 50mm folie bij aliexpres.

pe1cmo
Berichten: 2069
Lid geworden op: 21 mar 2015, 19:42
Roepletters: pe1cmo
Locatie: Ayamonte (spanje)
Contacteer:

Re: elektrische conductiviteit Siemens

#12 Bericht door pe1cmo »

Ik denk dat Indium vanwege de zachtheid misschien wel beter is dan grafiet ja. Zoals Nanko al beschrijft is dat grafiet folie vermoedelijk hard, en het is juist bedoeld om de thermische contactweerstanden te minimaliseren, en met een hard oppervlakte wordt het slechter lijkt me.
Er zijn ook mensen die solderen de transistor op de koperen heatspreader met bismuth, maar voor service totaal niet geschikt en bismuth is op zich een slechte warmte geleider, dan ga je de verkeerde kant op.

Ik laat een velletje grafiet komen, van Nanko krijg ik een stukje indium en ik ga met speciale thermische pasta aan de gang.
Dan iets van 300 Watt dissiperen en eens kijken of ik de temperatuur kan meten als functie van thermische overgang.
EA7/PE1CMO
Ayamonte España

nanko
Berichten: 503
Lid geworden op: 10 okt 2012, 21:42
Roepletters: PA0V
Locatie: JO33JH

Re: elektrische conductiviteit Siemens

#13 Bericht door nanko »

Bij dat velletje indium zitten twee aluminium aandrukblokjes.
De blokjes nemen de temperatuur van de flens aan en met een tweede
temperatuuropnemer in de heatspreader kan je redelijk nauwkeurig
het temperatuursverschil tussen de FETflens en heatspreader meten.

Gebruikersavatar
Laurens PD9X
Berichten: 1168
Lid geworden op: 29 jan 2006, 13:51
Roepletters: PD9X
Locatie: Langezwaag
Contacteer:

Re: elektrische conductiviteit Siemens

#14 Bericht door Laurens PD9X »

Voor het vervangen van disc thyristoren van 500-2000amp gebruik ik een soort zink pasta voor opvulling en goede geleding

nanko
Berichten: 503
Lid geworden op: 10 okt 2012, 21:42
Roepletters: PA0V
Locatie: JO33JH

Re: elektrische conductiviteit Siemens

#15 Bericht door nanko »

Het bezwaar van pasta's is dat ze "ooit" uitdrogen, en of de eigenschappen
dan nog steeds de zelfde zijn is zeer de vraag.

Plaats reactie