肖特基二極管因其低正向壓降和高速開(kāi)關(guān)特性,廣泛應(yīng)用于電源整流?續(xù)流?保護(hù)?RF檢測(cè)等場(chǎng)合?其封裝形式多樣,主要根據(jù)功耗(電流)?散熱需求?空間限制和安裝方式(通孔或貼片)來(lái)選擇?以下是一些最常用且具有代表性的封裝類型:
- DO-41 / DO-15 / DO-201AD (軸向引線封裝)
特點(diǎn): 最傳統(tǒng)?成本最低的封裝形式?圓柱形玻璃或塑料體,兩端引出金屬引線?
優(yōu)點(diǎn): 結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單?堅(jiān)固?成本低廉?適合通孔插裝(THT)?
缺點(diǎn): 體積相對(duì)較大,占用PCB空間多,不適合高密度安裝?散熱能力一般?
應(yīng)用: 中小功率(1A以下常見(jiàn))的通用整流?保護(hù)等場(chǎng)合,對(duì)空間要求不高的設(shè)計(jì)?
- SMA / SMB / SMC (表面貼裝 - JEDEC DO-214 系列)
特點(diǎn): 這是目前應(yīng)用最廣泛的表面貼裝肖特基二極管封裝家族?三者尺寸依次增大(SMA最小,SMC最大)?
結(jié)構(gòu): 塑料模壓矩形封裝,兩端有金屬焊接端子(鷗翼形或內(nèi)彎形)?
優(yōu)點(diǎn):
小型化: 顯著節(jié)省PCB空間,支持高密度SMT組裝?
性能: 提供良好的電氣性能和一定的散熱能力(通過(guò)PCB銅箔散熱)?
通用性: 極其常見(jiàn),物料供應(yīng)充足,成本具有競(jìng)爭(zhēng)力?
典型電流范圍: SMA (1A以下 - 常見(jiàn)1A)?SMB (1A - 3A)?SMC (3A - 5A或更高)?具體取決于芯片設(shè)計(jì)和散熱條件?
應(yīng)用: 電源轉(zhuǎn)換器(DC-DC, AC-DC)的輸入/輸出整流?續(xù)流二極管?反極性保護(hù)?信號(hào)鉗位等,幾乎涵蓋所有現(xiàn)代電子設(shè)備?
- TO-220 / TO-220F (直插式功率封裝)
特點(diǎn): 經(jīng)典的通孔插裝功率半導(dǎo)體封裝?通常帶有一個(gè)金屬散熱片(TO-220)或全塑封(TO-220F/FullPak)?
優(yōu)點(diǎn):
散熱能力: TO-220的金屬片可以方便地安裝散熱器,提供優(yōu)異的散熱性能,適合中高功率應(yīng)用?
電流能力: 可承載較高電流(通常5A, 10A, 15A, 20A甚至更高)?
易于手工焊接/維修?
缺點(diǎn): 體積較大,需要通孔安裝,不適合緊湊型設(shè)計(jì)?TO-220F散熱能力弱于帶金屬片的TO-220?
應(yīng)用: 開(kāi)關(guān)電源(SMPS)的PFC整流?輸出整流?電機(jī)驅(qū)動(dòng)續(xù)流?逆變器等需要處理較大電流和功率的場(chǎng)合?
- TO-263 / D²PAK (表面貼裝功率封裝)
特點(diǎn): TO-220的表面貼裝版本?尺寸比TO-220小,但有一個(gè)大的金屬背板(散熱片)直接焊接在PCB的銅箔散熱焊盤上?
優(yōu)點(diǎn):
高功率密度: 結(jié)合了表面貼裝的優(yōu)勢(shì)和強(qiáng)大的散熱能力(通過(guò)PCB散熱)?
電流能力: 電流承載能力與TO-220相當(dāng)(5A, 10A, 15A, 20A+)?
缺點(diǎn): 需要PCB設(shè)計(jì)有足夠大的銅箔散熱區(qū)域,焊接工藝(回流焊)要求較高?
應(yīng)用: 與TO-220類似,主要用于中高功率的開(kāi)關(guān)電源?DC-DC轉(zhuǎn)換器等,是替代TO-220實(shí)現(xiàn)SMT自動(dòng)化的主流選擇?
- DFN / WDFN / LFPAK (超薄/無(wú)引線表面貼裝封裝)
特點(diǎn): 非常緊湊?超薄的表面貼裝封裝?底部有大面積的熱焊盤(Exposed Pad),四周有小的電氣連接焊盤(DFN-2, DFN-3, DFN-5/6等)?
優(yōu)點(diǎn):
極致小型化: 占用PCB面積和高度極小,適合超薄便攜設(shè)備?
散熱: 底部熱焊盤提供良好的散熱路徑到PCB(優(yōu)于同尺寸的有引線封裝)?
電氣性能: 低寄生電感,有利于高頻應(yīng)用?
缺點(diǎn): 焊接后檢查(X-Ray)和返修相對(duì)困難,對(duì)PCB設(shè)計(jì)和焊接工藝要求高?
應(yīng)用: 空間極其受限的便攜設(shè)備(手機(jī)?平板?穿戴設(shè)備)?高性能DC-DC轉(zhuǎn)換器?高頻電路?板載POL(Point-of-Load)電源等?
總結(jié)與選型關(guān)鍵點(diǎn):
功耗(電流)是首要因素: 小電流(<1A)可選DO-41或SMA/SOD系列;中等電流(1A-5A)SMB/SMC或DFN是主力;大電流(>5A)則需TO-220, TO-263或更大封裝?
散熱需求: 功耗越大,對(duì)封裝散熱能力要求越高?TO-220(加散熱器)?TO-263(依賴PCB散熱)?DFN(依賴PCB散熱)是解決散熱的關(guān)鍵封裝?
空間限制: 現(xiàn)代電子設(shè)備普遍追求小型化,SMA/SMB/SMC/DFN等SMT封裝是絕對(duì)主流?軸向和TO封裝在空間受限設(shè)計(jì)中逐漸減少?
安裝方式: THT (DO, TO-220) vs SMT (其他大部分)?SMT是行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)?
成本: 通常軸向和標(biāo)準(zhǔn)SMT(SMA/SMB)成本較低,功率封裝和超薄封裝成本較高?
因此,在選擇肖特基二極管封裝時(shí),務(wù)必結(jié)合具體的電流電壓規(guī)格?散熱條件?可用PCB空間?生產(chǎn)工藝(SMT vs THT)以及成本預(yù)算進(jìn)行綜合考量?SMA/SMB/SMC和TO-263(D²PAK)是目前市場(chǎng)上應(yīng)用最為廣泛的幾種封裝形式?
