自保護(hù)晶體管的制作方法
【專利摘要】一種自保護(hù)晶體管，包括雙極型晶體管與場(chǎng)效應(yīng)晶體管，針對(duì)現(xiàn)有晶體管在自身溫度偏高時(shí)不能自動(dòng)停止工作而無(wú)法避免過(guò)載損壞的不足之處，在晶體管的輸入端，即雙極型晶體管的基極引出端與發(fā)射極引出端之間，或者場(chǎng)效應(yīng)晶體管的柵極引出端與源極引出端之間，連接一只由雙金屬片構(gòu)成動(dòng)片的微型溫度開(kāi)關(guān)，且其安裝位置靠近晶體管管芯而使其溫度能夠迅速地隨管芯溫度的升高而升高，當(dāng)管芯因過(guò)載而溫度偏高時(shí)，動(dòng)片對(duì)應(yīng)溫度升高所產(chǎn)生的較大形變使上述微型溫度開(kāi)關(guān)閉合而將晶體管的輸入端短路，使晶體管自動(dòng)停止工作，實(shí)現(xiàn)自保護(hù)功能。采用這種自保護(hù)晶體管能夠有效地實(shí)現(xiàn)對(duì)晶體管的過(guò)載保護(hù)，提高電路的可靠性，可廣泛應(yīng)用于各種電子電路中。
【專利說(shuō)明】自保護(hù)晶體管

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明涉及一種晶體管，尤其是一種在自身溫度偏高時(shí)能夠自動(dòng)停止工作的自保 護(hù)晶體管

【背景技術(shù)】
[0002] 晶體管是半導(dǎo)體三極管的通俗稱呼，主要包括有雙極型晶體管與場(chǎng)效應(yīng)晶體管。 眾所周知，晶體管是應(yīng)用廣泛的各種電子電路的核心器件，公認(rèn)為電子電路的心臟。目前， 現(xiàn)有的晶體管產(chǎn)品均不具備在超負(fù)荷時(shí)自動(dòng)停止工作的自保護(hù)功能，因此常常需要設(shè)計(jì)專 門的異常狀態(tài)保護(hù)電路，這不僅增加了電路的復(fù)雜程度與成本，還往往由于其保護(hù)作用的 局限性而不能使晶體管在所有異常情況下均得到有效保護(hù)（參閱專利"電子鎮(zhèn)流電路的短 路過(guò)載保險(xiǎn)裝置"，專利號(hào)200920138005X)。大量事實(shí)表明，晶體管在絕大多數(shù)的過(guò)載情況 中均表現(xiàn)為晶體管溫升偏高，任其發(fā)展則極其可能導(dǎo)致晶體管溫升過(guò)高而"燒毀"。如果在 晶體管溫升到足以致使其"燒毀"之前，晶體管能夠自動(dòng)停止工作而實(shí)現(xiàn)自保護(hù)，則可有效 避免電路的永久失效，提高電路的可靠性。


【發(fā)明內(nèi)容】

[0003] 為了實(shí)現(xiàn)上述的晶體管在溫升到足以致使其"燒毀"之前能夠自動(dòng)停止工作的自 保護(hù)功能，本發(fā)明設(shè)計(jì)了一種微型溫度開(kāi)關(guān)，它連接于晶體管的輸入端之間，即雙極型晶體 管的基極引出端與發(fā)射極引出端之間，或者場(chǎng)效應(yīng)晶體管的柵極引出端與源極引出端之 間，此微型溫度開(kāi)關(guān)由雙金屬片構(gòu)成動(dòng)片，且此動(dòng)片盡可能地靠近晶體管管芯而能使其溫 度能夠迅速地隨管芯溫度的升高而升高，當(dāng)管芯因某種過(guò)載而溫度升高到預(yù)定范圍時(shí)，動(dòng) 片對(duì)應(yīng)產(chǎn)生的較大形變使該微型溫度開(kāi)關(guān)閉合而使晶體管輸入端自動(dòng)短路，晶體管因此停 止工作而實(shí)現(xiàn)自保護(hù)功能。一種具體的設(shè)計(jì)方案是將雙金屬片的一端連接在晶體管輸入端 的一只引腳上，如雙極型晶體管的基極引腳或發(fā)射極引腳，場(chǎng)效應(yīng)晶體管的柵極引腳或源 極引腳，且連接點(diǎn)靠近引腳的根部而鄰近晶體管的管芯；雙金屬片的另一端則伸向晶體管 輸入端的另一只引腳并與之靠近而不接觸，且雙金屬片的溫升形變方向選擇為使雙金屬片 另一端與所靠近的另一只引腳表面的距離隨溫度升高而對(duì)應(yīng)縮小。當(dāng)晶體管出現(xiàn)過(guò)載情況 時(shí)，晶體管管芯溫度升高，很快傳熱至各電極及其引腳，使輸入端二引腳的溫度隨之升高， 連接在晶體管輸入端的一只引腳上的雙金屬片亦隨之溫度升高而產(chǎn)生彎曲形變，使雙金屬 片的另一端與晶體管輸入端的另一只引腳表面的面對(duì)面的距離對(duì)應(yīng)縮短，當(dāng)這種溫升達(dá)到 預(yù)定的溫度范圍（例如90°C-11(TC)時(shí)，上述距離縮短至0而使晶體管的輸入端短路，晶 體管則自動(dòng)停止工作實(shí)現(xiàn)自保護(hù)。也就是說(shuō)由連接在晶體管輸入端的一只引腳上的雙金屬 片，與雙金屬片的另一端所面對(duì)的輸入端的另一只引腳，構(gòu)成了連接于晶體管輸入端之間 的微型溫度開(kāi)關(guān)。
[0004] 顯然，雙金屬片與晶體管輸入端的一只引腳的連接點(diǎn)的傳熱性能要好，使該引腳 的溫升能夠迅速傳至雙金屬片而使其能夠迅速產(chǎn)生對(duì)應(yīng)的彎曲形變。為此，所述雙金屬片 與晶體管輸入端的一只引腳的連接可采用點(diǎn)焊的方法（如圖3)，也可采用錫焊的方法，還 可以采用導(dǎo)電膠粘結(jié)的方法。后二種方法往往需要將雙金屬片的一端在引腳上包圍一圈后 再錫焊或用導(dǎo)電膠粘結(jié)（如圖4)，以此增加連接的牢固度與傳熱效果。
[0005] 上述設(shè)計(jì)對(duì)于各種封裝形式的晶體管均適用，例如T0-220、T0-247、T0-3PT0-126、 TO-92、T0-263、T0-252、T0-251等等。本發(fā)明的自保護(hù)晶體管適用于所有使用晶體管的電 子電路，能夠有效避免電路的過(guò)載損壞。
[0006] 下面結(jié)合附圖與實(shí)施例對(duì)本發(fā)明進(jìn)一步加以說(shuō)明。

【專利附圖】

【附圖說(shuō)明】
[0007] 圖1是作為對(duì)比用的現(xiàn)有晶體管外形結(jié)構(gòu)示意圖的正視圖。
[0008] 圖2是本發(fā)明的自保護(hù)晶體管外形結(jié)構(gòu)示意圖的正視圖。
[0009] 圖3是本發(fā)明中的一種自保護(hù)晶體管外形結(jié)構(gòu)示意圖的仰視圖，圖中雙金屬片與 晶體管輸入端的一只引腳的連接方式為點(diǎn)焊連接。
[0010] 圖4是本發(fā)明中的另一種自保護(hù)晶體管外形結(jié)構(gòu)示意圖的仰視圖，圖中雙金屬片 與晶體管輸入端的一只引腳的連接方式為錫焊連接或者導(dǎo)電膠粘接。
[0011] 圖中1為晶體管的管體，由半導(dǎo)體管芯、電極、熱沉與整體塑封所組成；2為晶體管 的引腳；3為雙金屬片；4為點(diǎn)焊位置；5為錫焊或膠粘位置。

【具體實(shí)施方式】
[0012] 本發(fā)明的實(shí)施例1為采用點(diǎn)焊方式將雙金屬片3與輸入端的一只引腳連接的自 保護(hù)晶體管。圖2為其示意圖的正視圖；圖3為其示意圖的仰視圖。雙金屬片的寬度為 1. lmm-1· 2mm、厚度為0· llmm-〇· 12mm，雙金屬片的另一端與輸入端的另一只引腳表面的距 離為0. 7mm-0. 8mm，雙金屬片的溫升形變方向?yàn)闇厣顾鲭p金屬片的另一端與輸入端的 另一只引腳表面的距離隨溫升對(duì)應(yīng)縮短。當(dāng)雙金屬片的溫度達(dá)到90°C -110°C范圍內(nèi)時(shí)，此 距離縮短為0。
[0013] 本發(fā)明的實(shí)施例2為采用錫焊方式將雙金屬片3與輸入端的一只引腳連接的自保 護(hù)晶體管。圖2為其外形結(jié)構(gòu)不意圖的正視圖；圖4為其外形結(jié)構(gòu)不意圖的仰視圖。如圖 4所示，在雙金屬片與輸入端的一只引腳連接處，雙金屬片將引腳包圍一圈后再錫焊，以此 增加焊接牢固度以及改善從引腳至雙金屬片的傳熱效果。其他與實(shí)施例1相同。
[0014] 本發(fā)明的實(shí)施例3為采用導(dǎo)電膠粘接方式將雙金屬片3與輸入端的一只引腳連接 的自保護(hù)晶體管，與實(shí)施例2的不同僅為采用導(dǎo)電膠粘接代替錫焊連接。
【權(quán)利要求】
1. 一種自保護(hù)晶體管，包括雙極型晶體管與場(chǎng)效應(yīng)晶體管，其特征為在晶體管的輸入 端，即雙極型晶體管的基極引出端與發(fā)射極引出端之間，或者場(chǎng)效應(yīng)晶體管的柵極引出端 與源極引出端之間，安裝一只由雙金屬片構(gòu)成動(dòng)片的微型溫度開(kāi)關(guān)，且此動(dòng)片靠近晶體管 管芯而使其溫度能夠迅速地隨管芯溫度的升高而升高，當(dāng)晶體管工作中因過(guò)載而使其管芯 溫度升高至預(yù)定范圍時(shí)，動(dòng)片對(duì)應(yīng)產(chǎn)生的較大形變使該微型溫度開(kāi)關(guān)閉合而使晶體管輸入 端自動(dòng)短路，晶體管因此停止工作而實(shí)現(xiàn)自保護(hù)。
2. 如權(quán)利要求1所述的一種自保護(hù)晶體管，包括雙極型晶體管與場(chǎng)效應(yīng)晶體管，其特 征為其中安裝在晶體管輸入端的由雙金屬片構(gòu)成動(dòng)片的微型溫度開(kāi)關(guān)中的雙金屬片的一 端連接在晶體管輸入端的一只引腳上，如雙極型晶體管的基極引腳或發(fā)射極引腳、場(chǎng)效應(yīng) 晶體管的柵極引腳或源極引腳，且連接點(diǎn)靠近引腳的根部而鄰近晶體管的管芯，雙金屬片 的另一端則伸向晶體管輸入端的另一只引腳并與之靠近而不接觸，且雙金屬片的溫升形變 方向選擇為使雙金屬片的另一端與所靠近的另一只引腳表面的距離隨溫升對(duì)應(yīng)縮小，當(dāng)溫 度升高到預(yù)定范圍時(shí)上述距離縮小至零，兩者接觸而使晶體管輸入端的二只引腳短路。
3. 如權(quán)利要求1所述的一種自保護(hù)晶體管，包括雙極型晶體管與場(chǎng)效應(yīng)晶體管，其特 征為其中安裝在晶體管輸入端的由雙金屬片構(gòu)成動(dòng)片的微型溫度開(kāi)關(guān)中的雙金屬片的一 端連接在晶體管輸入端的一只引腳上，其連接方式為點(diǎn)焊，或錫焊，或用導(dǎo)電膠粘接。
【文檔編號(hào)】H01L23/62GK104103632SQ201310122475
【公開(kāi)日】2014年10月15日 申請(qǐng)日期:2013年4月10日 優(yōu)先權(quán)日:2013年4月10日
【發(fā)明者】李先栗 申請(qǐng)人:李博