科技成果

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成果名称: NPN达林顿功率晶体管系列

成果登记号: 9612015Y0394

第一完成单位: 西安卫光科技有限公司

联 系 人: 技术质量部

成果类型: 应用技术

技术领域: 电子信息

应用行业: 制造业

成果简介:

   1.本项目是为**公司研制的新品项目,研制周期为三年,按照合同要求,本项目共包括3个产品,分别为:FHD151(2N6058)、FHD200(MJ11012)和FHD300(MJ11030),三个产品均为典型产品。产品采用三重扩散玻璃钝化台面工艺,具有输出电流大、驱动功率小、放大倍数高,温度稳定性好、密封性能好、抗烧毁及抗热疲劳能力强等特点。产品广泛应用于电子装置中的低速开关、交直流变换、低频功率放大、信号控制、稳压电源、电机控制等领域。   2.达林顿功率晶体管是一种复合功率器件,其原理为将两级或多级功率晶体管,采用复合形式集成在同一个芯片上,同时增加热稳定性的偏置电阻和续流二极管,组成一个复合器件,其主要特点为增益高(直流放大倍数为各单级放大倍数的乘积)工作热稳定性能好,使用中线路简化等优点。广泛应用于功率放大、开关、电源调整等电路中。具有气密性好、高温性能好、可靠性高等特点。使其在各种高新领域愈来愈多的替代传统封装外型的功率晶体管,替代进口产品,大量应用于对功率器件小型化迫切需求的航空、航天等高新领域。   产品详细技术指标    产品名称     FHD200         FHD300            FHD151   PD(W)(TC=25℃)  200         300            150   V(BR)CEO(V)     ≥60         ≥90            ≥80   V(BR)EBO(V)     ≥5         ≥5            ≥5   ICM(A)     30                 50            12   IB(A)             1                 2            0.2   ICEO(mA)[VCE(V)]  ≤1(50V)           ≤2(50V)          ≤1(40V)   hFE最小/最大>      1000(20A/5V)     1K/8K(25A/5V)   >750(6A/3V)   [IC/VCE(A/V)]       >200(20A/5V)    >400(50A/5V)   >100(12A/3V)   VCE(Sat)(V)     <3(20A/0.2A)    <2.5(25A/0.25A)<2(20A/0.24A)   [IC/IB(A/A)]     <4(30A/0.3A)    <3.5(50A/0.5A) <3(30A/0.12A)    VBE(Sat)(V)     <3.5(20A/0.2A)  <3(25A/0.2A)   <4(12A/0.12A)   [IC/IB(A/A)]      3.技术的创新点:   a、在芯片版图设计中,使达林顿晶体管的第一和第二级(T1、T2)晶体管的面积比例达到约1:4,发射区周长比达到约1:3;   b、合理布局发射极条分布,保证分配给每个发射条电流均匀,避免电流在部分发射条上的集中,使芯片表面温度尽可能均匀分布,以防  出现局部过热点。   c、采用窄发射区和基区引线孔的设计方法,增大发射区和基区电阻,采用宽基区设计提高产品的二次耐量;   d、发射区偏置电阻采用大R1和小R2的设计,提高产品的工作稳定性;   e、FHD151、FHD200采用粗引线内键合工艺技术的TO-254扁平金属化封装,使大电流产品实现了小型金属化外型封装。   4“八五”期间,我公司承担并完成了达林顿功率模块系列产品重大科研攻关任务,近年来先后承担并完成了FHD200低饱和压降达林顿晶体管、FHD(Z)150型宽安全工作区达林顿管、FHD(Z)125、FHD250、2N6058型等系列达林顿功率晶体管的军新品项目。通过以上军新品项目的自主研发,积累了达林顿功率晶体管的结构设计、版图设计、芯片制造和封装工艺等方面的设计经验。   5.应用情况:达林顿功率晶体管是双极型功率晶体管的重要组成部分,在各种装备、汽车电子中需求量大、应用面广。因此通过本项目的研究,建立该产品系统的设计、工艺技术、生产测试试验平台,形成系列化的批量生产能力,对全面提高电子装置的可靠性具有重要意义。并可促进科学技术综合实力的提高。目前此项产品已为多家厂家供货,经济效益非常可观。目前技术已经成熟稳定,具有批生产能力。   产品尚存问题:   a、本设计中对于R2电阻采用基区夹层等效电阻,通过选取合理的基区、发射区结深和浓度,使R2达到设计要求,但是这种设计,R2电阻阻值受基区、发射区结深和浓度的影响,分散性较大。   b、为保证本项目技术平台建设任务的完成,配备了计算机工作站和器件仿真/工艺仿真软件,进行了横向结构参数优化设计、纵向结构参数优化设计优化设计技术的研究工作。但是仿真软件对于双极型功率晶体管及达林顿管的仿真存在一定的偏差,并且达林顿管的纵向结构在仿真软件中描述较为困难。   6.获陕西电子信息集团科技进步一等奖。