摘要:本文介绍了选极晶体管技术标准制订和认证试验中的有关技术问题。
关键词:选极晶体管技术标准认证试验
----1引言
----选极晶体管是山东大学发明的一种具有f型封装外型,采用通用芯片,具有“芯片-陶瓷-金属”结构,制造时可根据整机电路组态需要选择芯片的电极之一与管座电连通,亦可使芯片的电极均不与管座电连通的功率晶体管。对于双极型晶体管,同一型号,可以有发射极接壳、基极接壳、集电极接壳和三个电极均不接壳四种接壳方式,可分别与共射、共基、共集电极电路匹配使用,使之在电路应用中具有管壳总可以与电路公共端相连,无需外加绝缘片即可直接接散热器,有效耗散功率大,二次击穿耐量高,安全工作区域大,无干扰自屏蔽,防潮湿耐粉尘,高安全,高可靠,使用方便等优点,并具有金属气密封装、机械强度高、结构简单、封装成本低廉等特点。受到了半导体行业和军工、民用整机单位的欢迎和好评。为了选极晶体管的广泛推广应用,在国家自然科学基金的资助和国防科工委、航空工业总公司、信息产业部的大力支持下,进行了选极晶体管的技术标准制订和技术认证。
----2型号的选取
----选极晶体管主要是改变了f型封装的封装结构,原则上说各种类型、型号的功率晶体管芯片都可以封装成选极晶体管,它是一种通用的高安全、高可靠、高机械强度、高气密性的功率晶体管。根据这一特点,应选择覆盖npn、pnp、低频、高频和一定功率范围的不同型号的晶体管制订标准和进行技术认证试验。据此,并参照试用单位的要求,选择了3dd5、3cd4、3dd9和3da98四种型号制订标准,并进行技术认证试验。
----3技术标准的制订
----根据国军标gjb33?5《半导体分立器件总规范》、gjb128?6《半导体分立器件试验方法》、国标gb7581?5《半导体分立器件外形尺寸》,分别制订了q/hjx.001-95半导体分立器件3dd5型低频功率选极晶体管详细规范,q/hjx.002-95半导体分立器件3cd4型低频功率选极晶体管详细规范,q/hjx.003-95半导体分立器件3dd9型低频功率选极晶体管详细规范,q/hjx.004-95半导体分立器件3da98型高频功率选极晶体管详细规范。
----详细规范中明确指出选极晶体管的"封装为‘芯片—电子陶瓷——金属管座’结构,芯片下电极(集电极)与金属管座绝缘,可通过焊接内引线选择芯片的电极(b、c、e)之一与管座电连通,也可使三个电极都不与管座电连通,因此,具有四种不同的电极接壳方式,即:基极接管壳、集电极接管壳、发射极接管壳、三个电极都不接壳,使之可以与电路组态相适应。用户根据要求在合同或订货单中规定。”
----鉴于选极晶体管有四种不同的电极接壳方式,详细规范中对管壳电极的区分规定为:在原有型号(如3dd5b、c、d......)后加后缀字母b、c、e、f,分别表示基极接管壳,集电极接管壳,发射极接管壳、三个电极均不接管壳。例如:3dd5de表示发射极接管壳的3dd5d晶体管。
----外形尺寸参照gb7581?5《半导体分立器件外形尺寸》中的有关规定,并对基极接管壳和发射极接管壳时外引线绝缘子一大一小及三个电极均不接管壳时三根外引线的情况作了详细规定。
----3.1功率老化和稳态工作寿命试验条件
----在功率老化筛选和稳态工作寿命试验中,由于功率晶体管实际的最大耗散功率一般都比其额定值大,导致按传统的恒定壳温的方法进行筛选和试验时,晶体管的结温远远低于最高允许结温tjm,从而降低了试验的可信性。为了克服这一问题,近年来,一些标准将试验条件由规定壳温改为规定结温,如:sj20183-92《3dd6型功率晶体管详细规范》规定的功率老化条件和b3、c6分组中规定的稳态工作寿命试验条件为:在施加最大额定功率ptotmax的条件下,晶体管的结温tj=162.5℃±12.5℃(2)。据此,在制订选极晶体管详细规范时,将功率老化筛选条件和稳态工作寿命试验条件规定为:在施加最大额定功率ptotmax的条件下,晶体管的结温为tj=tj+0m-12.5℃,壳温不低于与最大额定功率ptotmax相应的温度。例如:3dd9d的ptotmax=150w(tc=75℃),tjm=175℃,则其功率老化筛选条件和稳态工作寿命试验条件规定为:ptot=150w,vce=25v,tj=175+0-12.5℃,tc≥75℃。
----3.2间歇工作寿命试验条件
----一般的功率晶体管详细规范,往往不将间歇工作寿命试验规定为必须的试验项目,gjb33-85《半导体分立器件总规范》在质量一致性检验的b3和c6组中也只规定为“稳态工作寿命或间歇工作寿命”。但鉴于选极晶体管是一种高可靠性器件,曾通过了40000次无失效的间歇工作寿命试验,故在详细规范的质量一致性检验c组中同时规定了稳态工作寿命试验和间歇工作寿命试验。详细规范中规定的间歇工作寿命次数为6000次,试验条件为:δtc=60℃,tcmin=35±5℃,ton=1min,