高压晶体管怎么能装在这么小的包装里?


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例如:

据说在其集电极和发射极之间接受的电压超过1 kV。它采用SOT-223封装(3针加一个标签)。在潮湿空气中的绝缘强度为1 kV / mm时,电极之间是否不会出现电弧?

还是您必须用比空气高的绝缘强度的胶水或其他材料将包装包裹起来?


他们如何将150A MOSFET芯片放入78A封装中?“根据最大允许结温计算得出的连续电流。封装极限电流为78A”
Spehro Pefhany 2015年

@Spehro Pefhany你在哪里看到那些150A?该芯片的最大电流为400mA,这就是“收集器峰值电流(tP <5 ms)”。
Fizz

@RespawnedFluff不同的部分!(功率MOSFET)仅提醒您,封装可能会限制芯片的功能。
Spehro Pefhany

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@Spehro Pefhany:啊,有些谷歌搜索发现您在谈论IRLB8743PbF。
嘶嘶声

Answers:


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嗯,看起来确实很紧。引脚间距为2.3毫米,最大引脚宽度为0.85毫米,引脚之间的最小间距为1.45毫米。该晶体管的额定电压为1.4 kV CE,位于相邻的引脚上,因此约为1 kV / mm。就像我说的那样,这似乎很严峻,在设计PCB尺寸时必须小心,以免使情况变得更糟。

通常,我将PCB焊盘制作成比引脚宽一点,但在这种情况下,我不会这样做。即使使焊盘的宽度与引脚的宽度相同,任何对齐误差都将切入间距。

总的来说,我更希望采用更大的封装,并在引脚之间留出更多的空间,以使其低于1kV / mm。


感谢您的输入。也许1kV实际上意味着您可以毫无问题地使用250V或110V ...
JulienFr 2015年

如果错开引脚(在这种情况下通常会这样做),则焊盘间距问题会得到缓解。如果您在板上使用高质量的保形涂料,则可以消除空气蠕变距离,您只需要相信涂料的介电强度即可。
KalleMP

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包装很好。假设您只是要将其焊接到像常规组件这样的常规板上,这是完全错误的。我认为这个答案缺少中高压设计的重点。
J ...

@J ...:无论您如何安装此部件,C和E引脚伸出封装的地方之间都会有大约1 kV / mm的E场。另外,这是SOT-89封装,因此除了将其焊接到PC板上之外,您还建议如何安装它?
奥林·拉斯特罗普

1
J * ...,您是否有产品或参考资料?该涂料如何应用?
JulienFr 2015年

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是的,安装后通常应使用一种化合物密封销钉。即使对于更大的间距,也通常会这样做,因为引线通常具有尖角(更容易发生电晕和击穿)。当电压升高并超过1kV时,我们通常会向大型组件(HV继电器等)添加类似Corona Dope之类的东西。这样可提供约145kV / mm的保护,并抑制电弧和电晕放电。当然,Corona Dope当然不是最适合此零件的化合物-只是提供示例。无论如何,在将设备操作至最大1.4kV额定值的系统中,将需要某种保形的绝缘涂层。

更令人担忧的是PCB本身和走线/焊盘-芯片对于标准低压PCB材料和设计标准(即,采用IPC指定材料制成的板)太紧。例如,IPC2221A规范指出了永久涂覆的外部导体(即,芯片引线-假设按上述方法涂覆)的最小间距为:

  • 0.8mm @ 500V + 0.00305mm / V额外
  • ->对于1.4kV,这是0.8 + 900 * 0.00305 = 3.545mm

即使内部电路板走线也必须比芯片允许的距离更远(2.5mm,通过类似的计算)。中压或高压PCB的其他考虑因素是焊盘和走线的形状-必须经常将它们弄圆,以消除走线改变方向的尖角,并使用圆角矩形焊盘代替尖角的正方形。

因此,除了在安装后需要在组件引线上涂上绝缘化合物外,为低压电路设计的标准PCB在最大额定值下也不适合该组件。因此,您需要将其安装在专门为中压(通常约为600-3000V)应用设计的板上。


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我在回答中链接的Infineon应用笔记中提到,对于10kV以下的SMD设备,简单的有机硅热带化比您的建议合理(并且可能便宜得多)。
嘶嘶声

@RespawnedFluff听起来不错,您可能是对的。试图提醒您,我并不是在暗示,只是作为示例。
J ...

7

目前尚不清楚集电极和其他引脚之间的实际最小距离是多少,但似乎略大于1毫米。可能在干燥空气的密封外壳中就足够了(假设任何人都可以在最大额定值附近使用它!)。另一种可能性是施加保形涂层

但是,晶体管可以处理该电压的事实并不意味着您必须将其操作到该电压。如果您在例如600 V的电压下操作,那么在晶体管发生故障之前您将拥有相当大的余量。在某些情况下,可能会很高兴。


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实际上,很清楚集电极和发射极引脚之间的最小距离多少。
奥林·拉斯特罗普

确实可以计算出来,但我对此并不懒惰;-)
Bimpelrekkie 2015年

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高压主要考虑因素是物理层的间隙和爬电距离。距离是兴趣点和通常使用的标准之间的最短路径是IPC-2221A。爬电是PCB上最短的电气路径。如果这些距离中的任何一个都小于上述参考文献中的距离,那么在您推测时,就需要一种具有更好绝缘性能的化合物。上面的参考文献给出了用于表面层的保形涂层和非涂层板的值。有许多解决此问题的方法。这是对您的特定问题的简单答案。高压还有许多问题需要考虑。


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考虑到所提到的标准相当昂贵,我相信如果您引用该标准适用于该晶体管的实际建议最小间距将非常有帮助。
Oleksandr R.

在这种情况下,我会更关注间隙而不是爬电距离,它们甚至没有给您足够的空间来放置隔离槽,这对于有问题的零件而言,整体的包装选择不佳。
马特·杨

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@MattYoung由于某种原因它很小-在很多应用中,您需要以非常紧凑的组件来切换低电流HV。选择该组件的任何人都在有意识地权衡集成的简便性,以换取非常小的封装。
J ...

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@J ...按照这种逻辑,SOT23会更好。
马特·杨

@MattYoung如果可以的话,可以出售。尺寸可能受到包装内设备绝缘要求的限制。我希望这是他们可以做的模子一样小,并且仍然可以执行。如果不是这样,则可能是SOT23尺寸的集成费用会高到足以使市场枯竭。每种妥协都有一个优点。似乎就是这样,至少有足够的人把东西卖掉。
J ...
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