[实用新型]一种主开关电源专用的开关晶体管

说明书

【技术领域】

本实用新型涉及半导体元器件技术领域，尤其涉及一种主开关电源专用的开关晶体管。

【背景技术】

计算机开关电源的输出功率与开关晶体管、开关变压器、电源的散热设计有关，开关晶体管是其中的关键部件，其结构如图1～图3所示。一般理论上说来，开关晶体管输出电流越大、内阻越小，电源输出的功率就会越大。

但在实际的使用过程中，开关晶体管要承受高电压、大电流、高功率和热量损耗，是整机中容易发生故障的部件，因此其可靠性对整机可靠性有非常重要的意义。据统计，在引起设备不可靠的原因中，有开关晶体管引起的约占1/3，由此可见，开关晶体管的质量直接影响着计算机的正常使用。

在目前的计算机开关主电源中，晶体管芯片的反击穿电压(BVceo)一般都超过400V，如图4所示，其芯片所占面积一般都在3.60mm乘以3.60mm左右。这种晶体管的不足之处在于，为了保证较高的反击穿电压，其芯片面积一般设计得较大，且晶体管的高阻层电阻率一般会大于40Ω·cm，因此其电流偏小，电源输出的功率难以提高；另外，由于电阻较大，晶体管工作时功耗较大，发热量也大，容易发生炸管。

【发明内容】

本实用新型的发明目的是提供一种主开关电源专用的开关晶体管，可达到输出功率较大且发热量小的目的。

为达到上述发明目的，本实用新型提出以下的技术方案：

一种主开关电源专用的开关晶体管，其芯片面积的取值范围为6～12平方毫米，芯片的高阻层电阻率的取值范围为20～40欧姆厘米。

上述芯片的BVceo取值范围为300～400伏特。

优选地，芯片面积的取值范围为6～11平方毫米，芯片的高阻层电阻率的取值范围为25～40欧姆厘米。

上述芯片的BVceo取值范围为320～400伏特。

优选地，芯片面积的取值范围为6～11平方毫米，所述芯片的高阻层电阻率的取值范围为30～35欧姆厘米。

上述芯片的BVceo取值范围为340～400伏特。

从以上技术方案可以看出，本实用新型的开关晶体管的芯片面积降低了约20％-60％，晶体管的高阻层电阻率从40Ω·cm降低到20～40Ω·cm，开关晶体管的输出功率增大，且热损耗降低，不仅节约了成本，还提高了开关晶体管的安全性能。

【附图说明】

图1为主开关电源专用的开关晶体管的成品示意图；

图2为主开关电源专用的开关晶体管中芯片的装配图；

图3为主开关电源专用的开关晶体管中芯片的示意图；

图4为现有技术中开关晶体管芯片的平面图；

图5为本实用新型开关晶体管芯片的平面图。

【具体实施方式】

下面结合具体实施例对本实用新型的技术方案进行描述。

首先对晶体管进行简单描述。

晶体管的芯片一般有单晶硅(Si)制成，单晶硅Si是功率半导体器件晶片的理想材料，其优点是：禁带宽、工作温度高、热稳定性好、通态电阻小、导热性能好、漏电流极小、PN结耐压高等，有利于制造出耐高温的高频大功率半导体器件。晶体管的封装一般为塑料封装，其作用是将电源和信号线与贴装芯片相连，提供一个操作平台和用于辨识的外部标记，同时保护和维持连接和芯片的完整性。封装工艺一般时，将芯片用锡粘贴在金属框架上，键合发射级和基级，塑料封装成晶体管。

本实用新型的基本思路是：在芯片面积相同的情况下，要提高输出功率、降低热损耗，就要降低晶体管的电阻，而要降低电阻，可适当降低高阻层的电阻率。

本实用新型的关键点在于，对于本技术领域普通技术人员而言，普遍认为为了保障主开关晶体管的安全性能，反击穿电压都要在400V以上，400V以下的反击穿电压被认为是一个禁区。本实用新型通过试验和实践，克服了这种传统偏见，实践证明，反击穿电压只要在340V以上，一般都是可以安全使用的。在这一思想的指导下，本实用新型通过减小芯片的面积、适当降低高阻层的电阻率的办法，提高输出功率、降低热损耗。

目前，开关晶体管的芯片面积一般都在3.6mm乘以3.6mm左右(12.89平方毫米以上)，芯片的高阻层的电阻率一般大于40Ω·cm。

本实用新型提供的主开关电源专用的开关晶体管，如图5所示，其芯片1面积的取值范围为6～12平方毫米，所述芯片1的高阻层电阻率的取值范围为20～40欧姆厘米。

经过本实用新型改进后：芯片面积(S)的取值可以是：

S＝3.30X3.30＝10.89(平方毫米)