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FAQ

Si功率元器件

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Si功率元器件

仅一瞬间超出绝对最大额定值的使用条件可以吗?所有Si产品规格/标准/认证
使用时即使瞬间超出绝对最大额定值间也不可以。那样可能会因击穿而导致晶体管损坏或hFE下降等性能劣化现象。单脉冲时可使用的范围请确认安全工作区(SOA)。连续脉冲时需要进行功率计算和元件温度计算。详细判断步骤请参考“可否使用的判断方法”、“元件温度的计算方法”。
(另外,请一并参考“降额”相关的内容。)
双极晶体管基极电流的最大额定值是多少?双极晶体管规格/标准/认证
基极电流的最大额定值是集电极电流最大额定值的1/3(达林顿连接晶体管为1/10)。
以2SD2656为例,
集电极电流最大额定值为DC1A、脉冲2A,因此基极电流最大额定值为DC333mA、脉冲666mA。
如果是数字晶体管,只要遵守规格书中提供的Vin的额定值即可。已经设置好Vin的额定值以使输入电流在额定范围内。
双极晶体管的集电极-发射极间,可以施加与耐压反向的电压吗?双极晶体管规格/标准/认证特性/工作
NPN晶体管时,发射极接地,给集电极施加正电压时的耐压是规格书上提供的VCEO。(PNP晶体管时,集电极接地,给发射极施加正电压时的耐压是VCEO。)
与此反向(NPN晶体管是集电极接地,给发射极施加正电压时)的耐压与发射极-基极间的耐压大致相同。发射极-基极间的耐压通常为5-7V左右,所以建议使用时要使集电极-发射极间的反向电压保持在5V以下(如果给集电极-发射极间的反向施加接近耐压值的电压,就有可能发生hFE下降等性能退化的情况)。集电极-发射极间的反向电压如果在5V以下,将只有漏电流大小的电流通过。



数字晶体管也如上所述,可对集电极-发射极间(OUT-GND间)的反方向施加最大5V的电压,但当GND-IN中有电阻时,电流会通过该电阻流过。
hFE的实力值有波动吗?双极晶体管规格/标准/认证
hFE的范围在本公司规格书上有记载。有些型号同时标明了上限和下限,有些型号仅标明了下限。上限和下限都标明的型号,其实力值是在整个范围内的值。仅标明下限的型号,其实力值多在下限值几倍左右的范围内,详情请联系我们联系我们
什么是数字晶体管(Digital transistor)?双极晶体管特性/工作
数字晶体管(Digital transistor)是双极晶体管增添了电阻的一种晶体管。

普通的双极晶体管 增添电阻R1(输入电阻) 增添电阻R2(EB间电阻)
■关于电阻R1
・电阻R1的作用:将输入电压转换成电流,使晶体管的工作稳定。
双极晶体管如果将IC等的电压输出直接加到输入(基极)端,利用电压控制使晶体管工作,工作状态将变得不稳定。
IC与基极引脚间接入电阻(输入电阻)用电流控制使晶体管工作,则可以使它的工作状态稳定。
(这是因为输出电流对输入电压呈指数函数变化,但对输入电流呈线性变化。)
数字晶体管中内置的R1就是这种输入电阻。

输入为电压时和电流时的晶体管工作比较如下。
  电压控制
输入:发射极-基极间电压VEB
电流控制
输入:基极电流IB
测量电路图
理论表达式
输入-输出特性

从输入-输出特性可见,右侧的电流控制中,输出对输入呈线性变化;左侧的电压控制中,输出对输入就呈指数函数变化。也就是说,用电压控制时输入的极小变化就会引起输出电流很大变化,导致工作状态不稳定。
例如右侧的图中,输入电流从40μA改变为2倍的80μA时输出电流从9mA变成2倍的18mA;而左侧的图中,输入电压从0.7V仅仅升高到0.8V(14%),输出电流就从10mA变成70mA(7倍)。
因此,只要有微小的噪声干扰进入输入电压就会引起输出电流大幅度变化,也就不适合实际使用。
这样,由于双极晶体管采用电流控制更稳定,因而需要输入电阻R1来将IC的输出电压转换成基极电流。因为数字晶体管内置有这个R1,所以有利于减少元器件数量和安装空间。

■关于电阻R2
・电阻R2的作用:吸收漏电流,防止误动作。
电阻R2是通过将从输入端进来的漏电流和噪声干扰等接地,来防止晶体管误动作。
如果电流很微弱,输入电流会完全进入地线。但是,如果输入电流增大,则部分输入电流开始进入晶体管的基极,晶体管导通。

如果输入电流较小,所有的输入电流会完全进入地线,晶体管不导通。(没有漏电流等引起的误动作)

如果输入电流增大,部分输入电流就进入基极,晶体管开始导通。(处于通常的导通状态)
VR2=VBE<(EB间的正向电压≒0.7V)时 VR2=VBE>(EB间的正向电压≒0.7V)时
数字晶体管的内置晶体管的基极电流的计算方法是什么?双极晶体管设计/评估/应用
以DTC114EKA为例说明如下。
数字晶体管工作时,由于内置晶体管的发射极-基极间(EB间)的正向有基极电流通过,所以向EB间施加有正向电压(25℃条件下约为0.7V)。由于数字晶体管内置晶体管的EB 间与电阻R2并联连接,所以对R2也同样施加了0.7V电压。
从而可知,R2上有IR2=0.7V/10KΩ=70μA的电流通过。
当输入电压Vin为5V时,IN引脚的电位为5V,内置晶体管的EB间电位差为0.7V,所以电阻R1两端的电压是5V-0.7V = 4.3V。
从而可知,R1上有IR1= 4.3V/10KΩ = 430uA的电流通过。
从而可知,内置晶体管的基极有430μA-70μA= 360μA的电流通过。
通过这样的计算,就可以计算出流过内置晶体管的基极电流。要使数字晶体管充分导通( =降低输出电压Vo(on)),就要调整输出电流Io和输入电压Vin,以使输出电流Io达到进入内置晶体管的基极电流的10~20倍以下。当输入电压Vin不够高、输出电流不够大时,请使用输入电阻R1小的那种型号的数字晶体管。
当输入电压Vin不够高、输出电流不够大时,请使用输入电阻R1小的那种型号的数字晶体管。
温度为25℃时,发射极-基极间正向电压约为0.7V。但当温度变化时,温度每上升1℃该正向电压便减小约2.2mV。例如,50℃时约为0.7V- (50℃-25℃)×2.2mV= 0.645V。反之,当温度降低到-40℃时约为0.7+(25℃- (-40℃))×2.2mV=0.843V。
如上所述,请注意正向电压VF也受温度影响而变化。而且,还要注意,25℃时的正向电压0.7V也只是大致数据,有±0.1左右的偏差。
数字晶体管的内置电阻R1、R2有±30%左右的波动,所以要考虑并计算电阻值最不利的情况。
如上所述,由于正向电压和电阻值都有波动,所以可以认为上述计算方法得到的结果只是大致的数值。
1.5V驱动型产品可以替换为1.8V驱动或2.5V驱动型产品吗?MOSFET设计/评估/应用特性/工作
1.5V驱动的意思是最大可驱动栅极-源极间电压:MIN1.5V,可与1.8V、2.5V驱动替换。但是,当栅极-源极间施加电压超过最大额定值±10V时,请使用4V驱动产品。
会有瞬间流过超过额定漏极电流的电流时,如何判断可否使用?MOSFET设计/评估/应用特性/工作
每种产品都有SOA(Safe Operating Area),只要在该范围内即可判断为“可使用”。
例:VDS=20V、Idpeak=2A、Pw=100μs时 ⇒ 处于Pw=100μs的范围内,因此可使用。
可供应无卤产品吗?所有Si产品规格/标准/认证
可供应小信号封装产品(请另行联系我们)。
对于环境温度变化,需要注意哪些问题?所有Si产品设计/评估/应用规格/标准/认证
需要根据环境温度(Ta)来降低(降额)容许损耗(Pc)。请根据下面的曲线图使晶体管的消耗功率降低到与环境温度相适应的程度。
也需要进行安全工作区(SOA)的降额设计,具体请参考“为了放心使用ROHM的晶体管-TR能否使用的判断方法”。
另外在电气特性中,比如双极晶体管/数字晶体管的输入电压(VBE, VI(on)、VI(off) )和 hFE、GI,受温度影响均会有变化。所以,设计时要参考电气特性曲线图,以保证温度变化时也能正常工作。MOSFET的思路相同。
什么是绝对最大额定值?规格/标准/认证一般/其他
半导体元器件必须规定绝对最大额定值。在JIS7032中规定:“即使一瞬间也不可超过的极限值,而且当规定了2项以上的规格值时,任何2个项目都不得同时达到的极限值”。
如果瞬间超出绝对最大额定值,可能导致性能迅速劣化甚至损坏。或者,即使其后暂时可正常工作也更容易受损,其寿命会缩短。因此在进行系统设计时请注意不要超过任何最大额定值。
平均整流电流Io与正向峰值电流IFM的区别是什么?规格/标准/认证一般/其他
当施加了60Hz的交流电时,其平均的整流电流值称为“平均整流电流”,峰值电流值成为“正向峰值电流”。其各自的标准在各产品的绝对最大额定处有记载。
二极管电流大多按平均整流电流来表述,在DC情况下电流会达到多少?二极管规格/标准/认证
在ROHM官网上,每种产品均配有下图所示的Io-Ta曲线图、Io-Tc曲线图供用户参考。
但是请注意,这些数据因安装电路板、施加波形、环境温度等而异。
齐纳二极管的容许损耗是多大?二极管规格/标准/认证
ROHM官网上各齐纳二极管产品的页面中提供了如下所示的图。例如,如果所使用的产品是UDZS系列,则在环境温度25℃条件下是200mW, 而在87.5℃条件下是100mW。
但请注意,容许损耗因安装的电路板不同而有所不同。
什么是热阻Rth?所有Si产品规格/标准/认证一般/其他
是硅元件的PN结(或肖特基结)产生的热量散发出去的热阻值。Rth(j-a)代表从结部到周围的热阻值;Rth(j-c)代表从结部到外壳的热阻值;Rth(j-l)代表从结部到引脚的热阻值。在ROHM官网上,各种产品都提供了下图所示的曲线图,可以求出使用时的结温Tj。
但请注意,这个热阻值会因PCB板、焊盘图案等的大小和材质等而异
引脚弯曲加工有哪些注意事项?所有Si产品一般/其他
弯曲加工引脚时,请如下图所示预先夹住引脚线,在产品主体不受约束的自由状态下弯曲。但是,要避免将引脚弯曲90度以上,而且不要反复弯曲。
二极管也可以采用回流焊安装吗?二极管规格/标准/认证一般/其他
所有表面贴装产品都可以采用回流焊。关于安装条件等具体内容可以查阅各产品的规格书。而插装型产品由于有双列直插式封装条件,可参照执行。
二极管可以手动焊接吗?二极管规格/标准/认证一般/其他
所有二极管产品均支持手动焊接。但是,封装不同焊接的温度条件也不同,请确认各产品的规格书后进行。
保存时有哪些注意事项?所有Si产品规格/标准/认证一般/其他
建议所有产品在下列条件下保存。
(1)如果将本产品保存于下列环境或条件下,有可能出现性能退化和对焊接性等性能产生不良影响。应避免保存在这样的环境及条件下。
・海风、Cl2、H2S、NH3、SO2、NO2等腐蚀性气体多的场所
・温度、湿度超出建议条件范围
(2)焊接性等性能只限定在本公司发货后1年内,并且遵守上述保存方法的情况下才能保证。
(3)建议保存条件 温度=5~40℃、湿度=30~80%
是否符合无Pb、ROHS指令要求?所有Si产品规格/标准/认证一般/其他
所有产品均支持无Pb及RoHS指令。
晶体管/二极管产品有MSDS(SDS)吗?所有Si产品规格/标准/认证一般/其他
由于晶体管、二极管产品属于固体,因此MSDS的制作及提供在本产品中不适用。
是否可以认为如果封装相同则MOSFET的封装热阻θja也相同?所有Si产品规格/标准/认证
小信号产品并无太大差异,可以认为相同。
但是功率元器件则因额定值不同,即使封装相同其热阻值也不同。
MOSFET的发热量大,所需PCB板面积可能超出记载条件时的计算方法是什么?MOSFET设计/评估/应用
需要单独测量使用PCB板的Rth。
为什么要无卤化?所有Si产品规格/标准/认证一般/其他
以往使用的是符合RoHS指令的含溴素阻燃剂的模塑树脂,为了进一步减少对环境的影响,开始采用无卤素树脂。
ROHM的无卤素定义(均质材料中):
①氯900ppm以下
②溴900ppm以下
③氯和溴的总含量1500ppm以下
④三氧化二锑1000ppm以下。
这些都是符合IEC61249标准、并满足对环境管理严格的欧洲主要厂商们希望值的产品。
鸥翼形引脚变为扁平引脚有哪些优缺点?二极管规格/标准/认证一般/其他
优点:
在客户的PCB板焊接安装时,即使多少发生点Θ(Theta)偏差,但受熔融焊料表面张力影响,自校准性会变强。
缺点:
因引脚本身变短,没有了弯曲加工部,所以贴装后PCB板的弯曲应力和PCB板贴装强度可能会变低。但即使采用扁平引脚型,因有绝对而充分的强度,在实际使用时也没有问题。
关于数字晶体管的VI(on)和(off)双极晶体管设计/评估/应用特性/工作
VI(ON)Min.:
是指数字晶体管导通区域内的最小输入电压值。所以要从ON状态调到OFF状态时,需要比该最小输入电压值更低的电压值。
VI(OFF)Max.:
是指数字晶体管可保持关断状态的区域的最大输入电压值。所以要从OFF状态调到ON状态时,需要比该最大输入电压值更高的电压值。
半导体元器件符合UL标准吗?一般/其他
UL是安全标准,并没有针对晶体管、二极管产品本身的UL认证。
但是,对于有阻燃性要求的模塑树脂,采用了已取得阻燃等级UL94V-0认证的材料。
车载级产品与普通产品的差异是什么?
车载级产品与在普通消费电子领域也颇具业绩的通用型产品相比,在特性、规格书上的保证项目及材料方面基本没有差异。
在制造工序中,执行有别于普通产品的特别管理。
另外还确保15年的可追溯性, 并尽量满足车载用户提出的特别的个别要求。
过电流保护元件(ICP系列)的供应情况如何?一般/其他
过电流保护元件(ICP系列)已经停止生产和销售。非常抱歉。
什么是二极管的反向恢复时间(trr)?二极管规格/标准/认证
电流从正向向反向急剧切换时,瞬间流过的反向电流时间称为反向恢复时间(trr)。
什么是TVS二极管(ESD保护)?二极管特性/工作
吸收过电压、静电(ESD)、噪声,保护电路的误动作和元器件的二极管。
什么是雪崩耐量?MOSFET规格/标准/认证
是指启动时、关断时等虽然有时会超出额定电压,但只要不超过雪崩耐量(能量)就不会损坏的容许能量。
(但是,前提条件是漏极电流、通道温度不超限)