Como pode um transistor de alta tensão estar em uma embalagem tão pequena?

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Por exemplo:

Diz-se que aceita mais de 1 kV entre seu coletor e emissor. Ele vem em um pacote SOT-223 (3 pinos mais uma guia). Com uma força dielétrica de 1 kV / mm para ar úmido, um arco não pode aparecer entre os eletrodos?

Ou você precisa colocar a embalagem em cola ou outro material com maior resistência dielétrica que o ar?

JulienFr
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Como eles podem colocar um MOSFET de 150A em um pacote de 78A? "Corrente contínua calculada com base na temperatura máxima de junção permitida. A corrente de limitação do pacote é 78A"
Spehro Pefhany
@Spehro Pefhany, onde você viu aqueles 150A? Esse chip possui uma corrente máxima de 400mA e é a "Corrente de pico do coletor (tP <5 ms)".
Fizz
@RespawnedFluff Uma parte diferente! (MOSFET de energia) Apenas um lembrete de que o pacote pode limitar o que o chip é capaz.
Spehro Pefhany
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@Spehro Pefhany: Ah, um pouco de pesquisador descobriu que você está falando sobre o IRLB8743PbF.
Fizz

Respostas:

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Hmm, parece apertado. O passo do pino é de 2,3 mm e a largura máxima do pino é de 0,85 mm, deixando um espaço mínimo de 1,45 mm entre os pinos. O transistor é especificado para 1,4 kV CE, que estão em pinos adjacentes, ou seja, cerca de 1 kV / mm. Como eu disse, isso parece apertado, e você teria que ter cuidado ao projetar a pegada de PCB para não piorar as coisas.

Normalmente, faço almofadas PCB um pouco mais largas que os pinos, mas nesse caso não. Mesmo que você faça as almofadas da mesma largura que os pinos, qualquer erro de alinhamento será cortado no espaçamento.

No geral, eu preferiria uma embalagem maior com mais espaço entre os pinos para ficar um pouco abaixo de 1 kV / mm.

Olin Lathrop
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Obrigado pela sua contribuição. Talvez 1kV meios ao fato de que você pode usá-lo com 250V ou 110V, sem problema ...
JulienFr
Se você alternar os pinos (o que geralmente é feito nessas situações), o problema de espaçamento entre os pads será relaxado. Se você usar um revestimento conforme de boa qualidade na placa, a distância de fluência do ar será removida e você precisará confiar apenas na resistência dielétrica do revestimento.
KalleMP
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O pacote está bom. A suposição de que você simplesmente vai soldar isso em uma placa comum como um componente regular está completamente errada. Penso que esta resposta está faltando os pontos-chave do projeto de média e alta tensão.
J ...
@J ...: Não importa como você monta esta peça, haverá um campo E de cerca de 1 kV / mm entre os pinos C e E onde eles ficam fora da embalagem. Além disso, este é um pacote SOT-89, então de que outra forma você propõe montá-lo além de soldá-lo em uma placa de PC?
Olin Lathrop
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J * ..., você tem um produto ou referência em mente? Como esse revestimento é aplicado?
JulienFr
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Sim, você normalmente aplicaria um composto para selar os pinos após a montagem. Mesmo para um espaçamento muito maior, isso normalmente é feito, já que os terminais geralmente têm cantos afiados (mais propensos a coroa e quebra). Rotineiramente, adicionamos algo como o Corona Dope a componentes ainda maiores (relés de alta tensão, etc.) quando a tensão aumenta e ultrapassa 1kV. Isso fornece proteção na ordem de ~ 145kV / mm e suprime os arcos e a descarga corona . Certamente o Corona Dope não é o composto mais adequado para esta parte, é claro - é apenas para fornecer o exemplo. Em qualquer caso, algum tipo de revestimento isolante conforme seria necessário em um sistema que operasse o dispositivo com sua classificação máxima de 1,4kV.

O que seria mais preocupante seria o próprio PCB e os traços / blocos - o chip é muito apertado para materiais padrão de PCB de baixa tensão e padrões de design (ou seja: uma placa feita com materiais especificados pelo IPC). Por exemplo, as especificações IPC2221A indicam espaçamento mínimo para condutores externos revestidos permanentemente (por exemplo: cabos de chip - assumindo o revestimento acima) como:

  • 0.8mm @ 500V + 0.00305mm / V adicionalmente
  • -> para 1.4kV, este é 0,8 + 900 * 0,00305 = 3,545 mm

Até os traços internos da placa teriam que ser afastados (2,5 mm, por um cálculo semelhante) do que o chip permite. Outras considerações para placas de circuito impresso de média ou alta tensão é a forma dos eletrodos e traços - eles geralmente devem ser arredondados, eliminando cantos afiados onde os traços mudam de direção e usando eletrodos retangulares arredondados em vez de quadrados com cantos afiados.

Portanto, além de precisar revestir os fios do componente com um composto isolante após a montagem, uma placa de circuito impresso padrão projetada para circuitos de baixa tensão não seria apropriada para esse componente em sua classificação máxima. Portanto, seria necessário montá-lo em uma placa projetada especificamente para aplicações de média tensão (geralmente ~ 600-3000V).

J ...
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A nota de rodapé da Infineon que eu vinculei em minha resposta menciona que, para dispositivos SMD de até 10kV, a simples tropicalização de silicone é razoável (e provavelmente muito mais barata) do que o sugerido.
Fizz
@RespawnedFluff Parece ótimo, você provavelmente está certo. Tentei deixar claro que não estava sugerindo, veja bem, apenas usando como exemplo.
J ...
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Não está claro qual é a distância mínima real entre o coletor e os outros pinos, mas parece ter um pouco mais de 1 mm. Provavelmente em uma caixa selada com ar seco, isso seria suficiente (supondo que alguém a usasse perto da classificação máxima!). Outra possibilidade é aplicar um revestimento conforme .

MAS, o fato de o transistor suportar essa tensão não significa que você precise operá-lo até essa tensão. Se você operá-lo em, por exemplo, 600 V, você terá uma margem considerável antes do transistor quebrar. Em algumas situações, pode ser bom ter isso.

Bimpelrekkie
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Na verdade, é bastante claro qual é a distância mínima entre o coletor e os pinos emissores.
Olin Lathrop
Na verdade, poderia ser calculado, mas eu era muito preguiçoso para isso ;-)
Bimpelrekkie
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As considerações primárias de alta tensão são a folga e a fluência na camada física. A folga é o caminho mais curto entre os pontos de interesse e o padrão geralmente usado é o IPC-2221A. A fluência é o caminho elétrico mais curto da placa de circuito impresso. Se uma dessas distâncias for menor do que a encontrada na referência acima, conforme você supõe, é necessário um composto com melhores propriedades isolantes. A referência acima fornece valores para placas conformemente revestidas e não revestidas para camadas de superfície. Existem várias soluções para esse problema. Esta é uma resposta simples para sua pergunta específica. A alta tensão tem muitos outros problemas a serem levados em consideração.

Peter Smith
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Considerando que o padrão mencionado é bastante caro, acredito que seria muito útil se você citasse os espaçamentos mínimos recomendados reais, conforme se aplicam a esse transistor.
Oleksandr R.
Eu me preocuparia mais com a folga do que com a fluência nesse caso, e elas nem sequer oferecem espaçamento suficiente para colocar em slots de isolamento, má escolha geral do pacote para a parte em questão.
Matt Young
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@MattYoung É pequeno por um motivo - há muitas aplicações em que você precisa alternar HV de baixa corrente em um conjunto muito compacto. Qualquer pessoa que selecione esse componente está trocando conscientemente a facilidade de integração em benefício de um pacote excepcionalmente pequeno.
J ...
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@J ... Por essa lógica, SOT23 seria melhor.
Matt Young
@ MattYoung Você poderia vendê-lo se pudesse. O tamanho provavelmente é limitado pelos requisitos de isolamento do dispositivo dentro da embalagem. Eu esperaria que fosse tão pequeno quanto eles pudessem fazer o dado e tê-lo ainda funcionando. Caso contrário, pode ser que a despesa de integração nos tamanhos SOT23 seja alta o suficiente para secar o mercado. Todo compromisso tem um ponto ideal. Parece ser isso, pelo menos para o número suficiente de pessoas para colocar a coisa à venda.
J ...