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Cálculo de disipadores de calor.
Los disipadores de calor son unos elementos complementarios que se usan para aumentar la evacuación de calor del componente al que se le coloque hacia el aire que lo rodea. Esto trae como consecuencia que se reduce la temperatura de trabajo del componente ya que la cantidad de calor que se acumula en él es menor que sin disipador. Un cálculo estricto de losdisipadores puede ser complejo. En este artículo se tratará un sistema de cálculo aproximado, que sin embargo proporciona buenos resultados y está muy difundido. Este sistema se basa en una analogía entre circuitos de flujo de calor y circuitos eléctricos resistivos.
¿Disipador o radiador?
Ambos términos se usan como sinónimos en el ámbito de la evacuación de calor en los componentes electrónicos.Sin embargo, en opinión del autor de este artículo, el término apropiado es el de disipador de calor. Y esto porque el método que se usa para extraer el calor del componente no es el de radiación, sino el de convección. Por tanto, al ser el término disipador (que disipa o extrae el calor) más genérico que el de radiador (que extrae el calor por radiación) creo que el primero es el más adecuado.Por tanto, me referiré a estos elementos como disipadores y no como radiadores.
Establezcamos la analogía: la Ley de Ohm térmica:
Al igual que en los circuitos eléctricos, se puede definir una Ley de Ohm en los circuitos de flujo de calor. Pero antes identifiquemos los elementos térmicos equivalentes a sus análogos eléctricos. Así, el papel de la fuente de tensión eléctrica (por ejemplo unabatería) lo cumple el componente que genera el calor que se desea evacuar. El papel de masa de un circuito eléctrico lo tiene el aire, que supendremos a una temperatura de unos 25ºC. La diferencia de tensión eléctrica encuentra su homólogo en la diferencia de temperatura. La potencia generada en forma de calor en el componente tiene su equivalente en la corriente eléctrica entregada por la fuente detensión. Por último, la resistencia eléctrica tiene su reflejo en la resistencia térmica medida en ºC/W (grados centígrados por vatio).
Con estos elementos podemos ya formular la Ley de Ohm térmica:

Sí, pero ¿realmente necesito colocar un disipador?:
Supongamos que tenemos cierto componente de tipo semiconductor y queremos saber si necesitará o no un disipador. Pues bien, deberemos empezarpor buscar en su hoja de características (data sheet) algunos datos. A saber,
 Temperatura máxima de la unión (o las uniones), Tj.
 Resistencia térmica entre la unión y el aire cirdundante, Rth j-amb (o en su defecto la resistencia térmica entre la unión y la cápsula del componente, Rth j-c).
Conocidos estos parámetros, necesitaremos saber también la potencia que va a estar disipando elcomponente, P, y la temperatura ambiente de trabajo que estimemos oportuna, Ta (digamos 35 ó 40ºC).
Pues bien, si conocemos Rth j-amb podemos estimar la temperatura que alcanzaría la unión (o uniones) del componente, Tj estimada, de la siguiente forma:

Así, si Tj estimada > Tj o Tj estimada = Tj o Tj estimada < Tj pero está peligrosamente cerca de esta última, debe de colocarse undisipador que ayude al componente a evacuar el calor.
¿Qué ocurre si el fabricante proporciona Rth j-c en lugar de Rth j-amb en el data sheet? En ese caso el fabricante proporcionará también la potencia máxima disipable por el componente, normalmente a 25ºC. Entonces Rth j-amb se puede hallar mediante un simple cálculo:

donde Ta es en este caso la temperatura para la que el fabricanteespecifica la potencia máxima, Pmáx.
Entonces, Rth j-amb se obtendría de la siguiente forma:

Necesito un disipador, pero ¿cúal?:
Llegados a la conclusión de que el disipador es necesario tendremos que realizar un cálculo que nos oriente sobre el disipador que debemos usar. El diagrama del montaje componente-disipador podría ser el siguiente:

Este montaje tiene el siguiente circuito térmico, o...