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。
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