專利名稱：一種輔助開關(guān)電源專用的開關(guān)晶體管的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
一種輔助開關(guān)電源專用的開關(guān)晶體管技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型涉及半導(dǎo)體元器件技術(shù)領(lǐng)域，尤其涉及一種輔助開關(guān)電源專用 的開關(guān)晶體管。背景4支術(shù)計(jì)算機(jī)開關(guān)電源的輸出功率與開關(guān)晶體管、開關(guān)變壓器、電源的散熱設(shè)計(jì)有關(guān)，開關(guān)晶體管是其中的關(guān)鍵部件，其結(jié)構(gòu)如圖1~圖3所示。 一般說(shuō)來(lái)，開 關(guān)晶體管輸出電流越大、內(nèi)阻越小，電源輸出的功率就會(huì)越大。在實(shí)際的使用過(guò)程中，開關(guān)晶體管要承受高電壓、大電流、高功率和熱量 損耗,是整機(jī)中容易發(fā)生故障的部件，因此其可靠性對(duì)整機(jī)可靠性有非常重要的 意義。據(jù)統(tǒng)計(jì)，在引起設(shè)備不可靠的原因中，有開關(guān)晶體管引起的約占1/3，由 此可見(jiàn)，開關(guān)晶體管的質(zhì)量直接影響著計(jì)算機(jī)的正常使用。在目前的計(jì)算機(jī)開關(guān)輔助電源中，晶體管芯片的反擊穿電壓(BVceo) —般 都超過(guò)800V,如圖4所示，其芯片所占面積一般都在3. 3mm乘以3. 3咖左右。 這種晶體管的不足之處在于，由于芯片所占面積較大，且為了保證較高的反擊 穿電壓，晶體管的高阻層電阻率一般大于80 100Q.cm,因此其電流偏小，電源 輸出的功率就難以提高；另外，由于電阻較大，晶體管工作時(shí)功耗較大，發(fā)熱 量也大，容易發(fā)生炸管。
發(fā)明內(nèi)容本實(shí)用新型的發(fā)明目的是提供一種輔助開關(guān)電源專用的開關(guān)晶體管，以達(dá) 到輸出功率較大且發(fā)熱量小的目的。為達(dá)到上述發(fā)明目的，本實(shí)用新型提出以下的技術(shù)方案一種輔助開關(guān)電源專用的開關(guān)晶體管，其芯片面積的取值范圍為1.69-7 平方毫米，芯片的高阻層電阻率的取值范圍為50~80歐姆厘米。上述芯片的Bvceo取值范圍為500 ~ 850伏特。優(yōu)選地，其芯片面積的取值范圍為1.69-7平方毫米，芯片的高阻層電阻率的取值范圍為65 ~ 75歐姆厘米。上述芯片的Bvceo取值范圍為520 ~ 800伏特。優(yōu)選地，其芯片面積的取值范圍為1.69-7平方毫米，芯片的高阻層電阻 率的取值范圍為60 - 70歐姆厘米。上述芯片的Bvc^o取值范圍為550 ~ 780伏特。從以上技術(shù)方案可以看出，本實(shí)用新型的開關(guān)晶體管的芯片面積降低了 2 倍多，晶體管的高阻層電阻率從80 100Q.cm降低到50 80Q.cm，開關(guān)晶體管 的輸出功率增大，且熱損耗降低，不僅節(jié)約了成本，還提高了開關(guān)晶體管的安 全性能。
圖1為主開關(guān)電源專用的開關(guān)晶體管的成品示意圖； 圖2為主開關(guān)電源專用的開關(guān)晶體管中芯片的裝配圖； 圖3為主開關(guān)電源專用的開關(guān)晶體管中芯片的示意圖； 圖4為現(xiàn)有技術(shù)中開關(guān)晶體管芯片的平面圖； 圖5為本實(shí)用新型開關(guān)晶體管芯片的平面圖。
具體實(shí)施方式
下面結(jié)合具體實(shí)施例對(duì)本實(shí)用新型的技術(shù)方案進(jìn)行描述。 首先對(duì)晶體管進(jìn)行簡(jiǎn)單描述。晶體管的芯片一般有單晶硅(Si)制成，單晶硅Si是功率半導(dǎo)體器件晶片 的理想材料，其優(yōu)點(diǎn)是禁帶寬、工作溫度高、熱穩(wěn)定性好、通態(tài)電阻小、導(dǎo) 熱性能好、漏電流極小、PN結(jié)耐壓高等，有利于制造出耐高溫的高頻大功率半 導(dǎo)體器件。晶體管的封裝一般為塑料封裝，其作用是將電源和信號(hào)線與貼裝芯-片相連，提供一個(gè)操作平臺(tái)和用于辨識(shí)的外部標(biāo)記，同時(shí)保護(hù)和維持連接和芯 片的完整性。封裝工藝一般時(shí)，將芯片用錫粘貼在金屬框架上，鍵合發(fā)射級(jí)和 基級(jí)，塑料封裝成晶體管。本實(shí)用新型的基本思路是在芯片面積相同的情況下，要提高輸出功率、降低熱損耗，就要降低晶體管的電阻，而要降低電阻，可適當(dāng)降低高阻層的電 阻率。本實(shí)用新型的關(guān)鍵點(diǎn)在于，對(duì)于本技術(shù)領(lǐng)域普通技術(shù)人員而言，普遍認(rèn)為為了保障輔助電源中開關(guān)晶體管的安全性能,反擊穿電壓都要在800V以上，800V 以下的反擊穿電壓被認(rèn)為是一個(gè)禁區(qū)。本實(shí)用新型通過(guò)試驗(yàn)和實(shí)踐，克服了這 種傳統(tǒng)偏見(jiàn)，實(shí)踐證明，反擊穿電壓只要在BVceo在500V以上， 一般都是可以 安全使用的。在這一思想的指導(dǎo)下，本實(shí)用新型通過(guò)減小芯片的面積、適當(dāng)降 低高阻層的電阻率的辦法，降低熱損耗。目前，開關(guān)晶體管的芯片面積一般都在3. 30mm乘以3. 30mm左右(10. 89平 方毫米)，芯片的高阻層1的電阻率一般大于80Q'cm。本實(shí)用新型提供的輔助開關(guān)電源專用的開關(guān)晶體管，如圖5所示，其芯片1 面積的取值范圍為1. 69~7平方毫米，所述芯片1的高阻層電阻率的取值范圍 為50 80歐姆厘米。經(jīng)過(guò)本實(shí)用新型改進(jìn)后芯片面積(S)的取值可以是S=l. 60X1.60=2. 56(平方毫米)根據(jù)電阻的計(jì)算公式R=pc 1/s其中pc為集電極電阻率；l為電阻長(zhǎng)度；s為與電流垂直的電阻截面面積。 利用BVceo〈BVceR 〈BVcbo原理，實(shí)際使用時(shí)，晶體管工作在BVceR狀態(tài)，減小 芯片面積、適當(dāng)降低芯片的高阻層電阻率，使得高阻層電阻變小，此時(shí)BVceo 大約在500V 850V之間，在保i正安全的BVceo的同時(shí)，功率變大，熱損耗減少。較優(yōu)的實(shí)施例中，開關(guān)晶體管芯片面積的取值范圍為1.69~7平方毫米， 所述芯片的高阻層電阻率的取值范圍為65~75歐姆厘米。 根據(jù)電阻的計(jì)算公式R=pc 1/s利用BVceo< BVceR 〈BVcbo原理，實(shí)際使用時(shí)，晶體管工作在BVceR狀態(tài)，減小片面積、適當(dāng)降低芯片的高阻層電阻率，使得高阻層電阻變小，此時(shí)BVceo 大約在500V 820V之間，在保證安全的BVceo的同時(shí)，功率變大，熱損耗減少。在最優(yōu)的實(shí)施例中，開關(guān)晶體管芯片面積的取值范圍為1.69 7平方毫米， 所述芯片的高阻層電阻率的取值范圍為60 ~ 70歐姆厘米。 根據(jù)電阻的計(jì)算,公式R=pc 1/s利用BVceo< BVceR 〈BVcbo原理，實(shí)際使用時(shí)，晶體管工作在BVceR狀態(tài)， 減小片面積、適當(dāng)降低芯片的高阻層電阻率，使得高阻層電阻變小，此時(shí)BVceo 大約在550V 800V之間，在^f呆證安全的BVceo的同時(shí)，功率變大，熱損耗減少。 本實(shí)施例中，首先，由于材料面積下降4倍多，大大降低了成本；其次，開關(guān) 特性變優(yōu)，Tf從原來(lái)的3 4ns,降到了 1. 0~ 1. 3ps左右，使用時(shí)溫升下降； 最后，通過(guò)改進(jìn)，開關(guān)晶體管更加容易驅(qū)動(dòng)。以上所述實(shí)施例僅表達(dá)了本實(shí)用新型的幾種實(shí)施方式，其描述較為具體和 詳細(xì)，但并不能因此而理解為對(duì)本實(shí)用新型專利范圍的限制。應(yīng)當(dāng)指出的是， 對(duì)于本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員來(lái)說(shuō)，在不脫離本實(shí)用新型構(gòu)思的前提下，還可以 做出若干變形和改進(jìn)，這些都屬于本實(shí)用新型的保護(hù)范圍.。因此，本實(shí)用新型 專利的保護(hù)范圍應(yīng)以所附權(quán)利要求為準(zhǔn)。
權(quán)利要求1、一種輔助開關(guān)電源專用的開關(guān)晶體管，其特征在于其芯片面積的取值范圍為1.69～7平方毫米，芯片的高阻層電阻率的取值范圍為50～80歐姆厘米。
2、 根據(jù)權(quán)利要求l所述的輔助開關(guān)電源專用的開關(guān)晶體管，其特征在于 所述芯片的Bvceo^值范圍為500 ~ 850伏特。
3、 根據(jù)權(quán)利要求l所述的輔助開關(guān)電源專用的開關(guān)晶體管，其特征在于 其芯片面積的取值范圍為1.69~7平方毫米，芯片的高阻層電阻率的取值范圍 為65 ~ 75歐姆厘米。
4、 根據(jù)權(quán)利要求3所述的輔助開關(guān)電源專用的開關(guān)晶體管，其特征在于 所述芯片的Bvceo取值范圍為520 ~800伏特。
5、 根據(jù)權(quán)利要求1~4中任一項(xiàng)所述的輔助開關(guān)電源專用的開關(guān)晶體管， 其特征在于其芯片面積的取值范圍為1.69-7平方毫米，芯片的高阻層電阻率的取值 范圍為60 - 70歐姆厘米。
6、 根據(jù)權(quán)利要求5所述的輔助開關(guān)電源專用的開關(guān)晶體管，其特征在于 所述芯片的Bvceo取值范圍為550 ~780伏特。
專利摘要本實(shí)用新型公開了一種輔助開關(guān)電源專用的開關(guān)晶體管，其芯片面積的取值范圍為1.69～7平方毫米，所述芯片的高阻層電阻率的取值范圍為50～80歐姆厘米。所述芯片的Bvceo取值范圍為500～850伏特。本實(shí)用新型的開關(guān)晶體管的芯片面積降低了4倍多，晶體管的高阻層電阻率從80～100Ω·cm降低到50～80Ω·cm，開關(guān)晶體管的輸出功率增大，且熱損耗降低，不僅節(jié)約了成本，還提高了開關(guān)晶體管的安全性能。
文檔編號(hào)H01L29/66GK201084732SQ20072017191
公開日2008年7月9日 申請(qǐng)日期2007年9月19日 優(yōu)先權(quán)日2007年9月19日
發(fā)明者沈美林, 卓 顧 申請(qǐng)人:深圳市晶導(dǎo)電子有限公司