塑封大功率晶体管

塑封大功率晶体管是目前国内塑封器件中发展较快的一个系列。这种管子常见外形如图1所示。

塑封大功率晶体管具有体积小、重量轻、成本低、使用方便等优点。与金属封装管相比，体积只有金属封装管的五分之一。重量仅为金属封装管的七分之一。使用时，安装散热板很方便，只要在塑封管上部小散热片上旋一颗螺丝钉与大散热板固定就可以了。目前已有高反压、大电流、互补管等各种品种。塑封大功率管的出现，进一步缩小了电视机、收音机、录音机的体积，为民用电子产品的小型化作出了贡献。

附表列出了上海无线电二十九厂和国内其它工厂生产的部分塑封大功率管的主要特性，供读者参考。

大功率塑封晶体管与小功率塑封晶体管在结构上大致相同，只不过大功率管的管芯和框架尺寸均比小功率管大得多。此外大功率塑封管的背面有一块散热片。图2是大功率管的管芯结构图。其中集电极也就是硅基片。图3是两种大功率管的框架，其中（a）是采用S－6封装管子的框架和外形；（b) 是采用S－7封装的框架和外形。大功率管的塑封工艺与小功率管的塑封工艺大致相同，只是内引线是采用0.13毫米左右的硅铝丝，用超声波键压来进行焊接的。

大功率管和小功率管的界限，一般是这样划分的，集电极耗散功率在1瓦以下的晶体管均属小功率管，集电极耗散功率大于1瓦的则属大功率管的范畴。

大功率管一般使用在大电流和大功率的场合。通常大功率管的集电极最大电流I\(_{CM}\)取决于发射极周长。发射极周长越长，ICM就越大。在设计芯片时，大功率管的发射区大都设计成梳状图形，见图2，这样能增加发射区周长。当然增加芯片面积也有利于增加发射极周长，因此大功率管管芯面积要比小功率管大得多。

大功率管的耗散功率与晶体管散热条件有关。当晶体管PN结流过大电流时，PN结承受一定的功率而发热，这样就引起PN结温度（简称结温）的上升，但结温的上升有一定的限度，一般情况下，结温不能超过晶体管手册规定的最高结温（对硅管来说是125°～175℃），超过这个温度就导致晶体管结的损坏，使晶体管失效。为了使晶体管既能承受一定的耗散功率同时又不使结温上升太高，最简单的办法就是给晶体管装上一片散热片，使热量能迅速地传递出去。这就是大功率塑封管本身要带一片散热片的原因。

当晶体管在较大的耗散功率下工作时，仅依靠本身的散热是不够的，因此在实际使用时，还必须外加一块大散热板来增加其散热面积，以使结温保持在允许的范围内，一般在60℃～70℃为宜。加上散热板后，能使晶体管允许承受的耗散功率大大提高。例如，仅用本身散热片工作的耗散功率为1瓦～2瓦的大功率塑封管，外加适当的散热板后，实际耗散功率可达到10瓦以上。

1．首先要搞清管脚排列。塑封大功率管的管脚排列大都为B、C、E（见图1），如果搞错了，会损坏管子。

2．在功耗不超过手册规定的集电极耗散功率P\(_{C}\)（无外加散热板时的耗散功率）情况下，可以不加散热板，但要保持一定的功率富裕量。一般使实际功耗保持在集电极耗散功率的60％～70％左右即可。例如，Pc=1.2瓦，在实际功耗0.7瓦以下工作时，可以不加散热板。在要求大功率输出的场合，必须加散热板。散热板的设计一般通过计算进行，详见本刊1979年第八期第18页《大功率管的散热》一文。设计好了的散热板还有待在实际使用中加以验证，使功率输出时温升不超过60℃为宜。

在实用上，可用手触摸散热板温度，以不烫手为好，否则必须调整电路参数，使实际耗散功率不致太大，或者增加散热板厚度或面积。在理论上，散热板的面积越大越好，在实际上散热板的大小受到整机安装尺寸的限制，这时，应兼顾两方面的利弊，作适当的选择。

3.选用的散热板必须平整，安装时与大功率塑封管背面的接触必须良好，否则会影响散热效果。为了保证大功率塑封管与散热板之间良好的接触，可在大功率塑封管背面镀上薄薄一层硅脂，以提高散热效果。

4．大功率管作为线性功率放大器件时，必须注意它的二次击穿耐量，尽可能挑选击穿电压BV\(_{CEO}\)（基极开路，集电极—发射极之间的反向击穿电压）高的管子，一般来说，BVCEO高的管子其二次击穿耐量也大。

5．大功率管作为脉冲功率放大时，如电视机中的行输出管，应挑选击穿电压BV\(_{CBO}\)（发射极开路，集电极—基极之间的反向击穿电压）较高的管子，因为行输出管在实际工作时b、e之间接有直流电阻很小的行激励变压器的次级，此时的状态相当于BVCES（基极—发射极短路、集电极—发射极之间的反向击穿电压）的状态。而BV\(_{CES}\)一般来说是接近BVCBO的。(胡钰明)