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了解完分立器件,小信号器件和功率器件又是什么?

发布时间:2022-10-23 18:33:29

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昨天我们谈到了开云体育分立器件和集成电路的区别,今天我们将重点关注分立器件的结构和功能。


分离器件是指具有单独功能且不能分离的电子器件。分离器件主要由芯片、导线/框架和塑料密封外壳组成。芯片决定整流、稳压、开关、保护等器件功能。导线/框架实现芯片与外部电路的连接和热量的输出。塑料密封外壳保护芯片和内部结构,保证其功能的稳定实现,与散热等核心性能高度相关。


分离器件的产品分类。


根据芯片结构和功能,半导体分离器件可分为二极管、三极管和通过一定方式连接形成的器件(如整流桥)。半导体产业始于20世纪50年代。在发展过程中,半导体二极管、双极晶体管(BJT)、场效晶体管(Power-MOSFET)、绝缘栅双极晶体管(IGBT)相继出现,一般称为双极晶体管、场效晶体管和绝缘栅双极晶体管。


随着半导体行业的逐步发展,芯片供电MA级电流需求、产品利率和成本限制小功率设备不能集成,下游产品对半导体分离设备体积要求越来越严格,无论是二极管还是三极管,制造过程都面临着突破上述发展瓶颈的需要。


为了解决上述问题,通过电流小的小信号设备概念开始单独列出,形成了各种二极管和三极管生产的一系列专业工艺方法。


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随着小信号器件概念的出现,半导体分离器件根据功率和电流指标分为小信号器件和功率器件:世界半导体贸易统计协会(WSTS)也将小信号器件定义为耗散功率小于1W(或额定电流小于1A),耗散功率不小于1W(或额定电流不小于1A)分离器件分为功率器件;中国电子技术标准化研究院于2019年11月发布的最新《功率半导体分离器件产业与标准化白皮书(2019版)》将分离器件分为小信号器件和功率器件。因此,根据功率和电流划分分分离器件是行业中常见的分类方法。


小型信号器件和功率器件在生产工艺和产品应用上也存在显著差异。


小信号器件芯片尺寸和包装尺寸小,生产操作控制精度和机械化自动化要求很高,由于产品组件脆弱,需要在生产过程中给予良好的保护,其电参数值相对较小,因此要求测试系统能够快速区分小功率变化,具有较高的测试精度。


小信号分立器件额定功率低,能满足小电流电路的功能需求,与电阻、电容、电感等部件合理组合,可形成不同功能的电路,实现电路开关控制和电流延续,调制信号波、限制、钳位、电路稳压、脉冲、静电保护等功能。


功率器件的芯片尺寸和包装尺寸相对较大,要求芯片与框架接触良好,包装体散热能力好,包装应力尽可能小,测试过程中可提供大电流、高电压,并在不同测试参数条件下自动比较筛选。由于功率器件主要用于电能变换和电能控制电路中的大功率(通常指数十到数千安,电压超过数百伏)。


由于上述差异,在半导体行业逐步专业化发展的过程中,电子元器件在生产工艺和产品应用上的差异超过了芯片结构和功能本身的差异,小信号器件和功率器件的概念逐渐被普遍接受。

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