功率晶体管的封装(附功率三极管封装图示)

作者 吴红奎 来源 《无线电》杂志 2009.04
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发布时间 2011-01-05

功率晶体管包括三极管二极管,其典型的封装形式是THM(Through-HoleMount,引脚插入式)插脚型封装,即使是在SMD(SurfacdMountingDevice,表面贴装元件)大行其道的今天也是如此,因为实践证明这种形式的封装既可靠又利于独立散热片的安装和固定。晶体管THM封装以TO(TransistorOutline,晶体管封装)为主要形式,而SMD形式的,以有引脚的为主要形式,IR(InternationalRectifier,国际整流器)开发的DirectFET封装则是其中的特例,属于无引脚而只有焊接端子的形式,这种形式在小功率SMD器件中的应用最为广泛。

我们常见的电子元器件封装属于最终封装,是可以直接进行印制板(PCB)安装的封装形式,虽然各半导体芯片制造商都提供没有最终封装的预封装裸片(不能直接安装于印制板),但是带有最终封装的元器件仍然是最主要、最主流的提供形式。

功率晶体管相对于集成电路,引脚排列相对简单,只是外部形状各异。按照管芯封装材料来分大致有两大类:塑料封装和金属封装。如今,塑料封装最为常见,有裸露散热片的非绝缘封装和连散热片也封装在内的全塑封装(也称为绝缘封装),后者无需在散热器绝缘和晶体管之间加装额外的绝缘垫片,但是耗散功率会稍微小一些;金属封装又称为金属管壳封装或者管帽封装,有着银白色的圆形蘑菇状金属外壳,因为封装成本比较高,如今已经不太常见了。按照内部管芯的数量,可以分为单管芯、双管芯、多管芯三大类,多管芯一般耗散功率比较大,主要用于电力电子领域,比较通用的名称是模块或者晶体管模块,本文不再讨论。

三极管中,单管芯塑料封装最常见,引脚都是3个,排列也很有规律,很少有例外。有印字的一面朝向自己,引脚向下,从左至右,常见类型的功率晶体管引脚排列如下:

BJT(双极性晶体管):b(基极)、c(集电极)、e(发射极);IGBT(绝缘栅双极晶体管):G(栅极)、c(集电极)、e(发射极);VMOS(垂直沟道场效应管):G(栅极)、D(漏极)、S(源极);BCR(双向晶闸管):A1(阳极1)、A2(阳极2)、G(控制极);SCR(单向晶闸管):K(阴极)、A(阳极)、G(控制极)大功率二极管除了特有的DO(DirectOutline,两端直接引线)封装外,也常常采用塑封三极管的封装形式,三引脚为共阴极或者共阳极以及双管芯并联,或者将三引脚改为两引脚,通常是中间的一脚省去。

对于塑料封装而言,三引脚的TO-220是基本形式,由此扩大,有TO-3P、TO-247、TO-264等,由此缩小,有TO-126、TO-202等,并各自延伸出全绝缘封装以及更多引脚封装和SMD形式。其目的也很明确,在保证耗散功率的前提下缩小封装成本,对于高频开关器件,还要减小引线电感和电容,DirectFET封装就是典型的例子。很多封装仅从外部形状来看,很相似,这时候就需要注意其实际的外形尺寸以及底板是否绝缘等;有些封装不止一个名称,因为封装原本没有统一的国际标准,更多是约定俗成,后来一些行业协会也参与了名称的确认以便于交流,如常见的以SC开头的封装名称就大多是由JEITA,日本电子和信息技术产业协会统一确认的,对常见的TO-220AB,JEITA命名的名称是SC-46。部分功率三极管的封装形式见后图。

功率晶体管的封装(附功率三极管封装图示)

功率晶体管的封装(附功率三极管封装图示)

功率晶体管的封装(附功率三极管封装图示)

功率晶体管的封装(附功率三极管封装图示)

功率晶体管的封装(附功率三极管封装图示)

功率晶体管的封装(附功率三极管封装图示)

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