TO-220

Pouzdro T-220 zepředu.
Pouzdro T-220 zezadu.

TO-220 je pouzdro používané pro výkonové polovodičové součástky určené pro osazování plošných spojů s vrtanými otvory s roztečí vývodů 0,1 inches (2,54 mm). Zkratka TO znamená anglicky Transistor Outline a používá se na technických výkresech sdružení JEDEC.[1] Pouzdra TO-220 mají tři vývody. Vyrábějí se i podobná pouzdra se dvěma, čtyřmi, pěti nebo sedmi vývody. Pouzdro se vyznačuje kovovým štítkem s otvorem, sloužícím pro montáž pouzdra na chladič,[2] který umožňuje součástkám rozptylovat více tepla než při použití pouzdra TO-92. K součástkám dodávaným v pouzdře TO-220 patří diskrétní součástky např. tranzistory a křemíkové řízené usměrňovače, i integrované obvody.

Typické aplikace

Pouzdro TO-220 je určeno pro výkonové polovodičové součástky pro osazování plošných spojů, ne pro povrchovou montáž. V horní části pouzdra je kovový štítek s otvorem pro montáž součástky na chladič, který umožňuje rozptylovat několik wattů odpadního tepla. Na takzvaném „nekonečném chladiči“, to může být i 50 W nebo více. Pro další zlepšení přenosu tepla se často mezi pouzdrem a chladičem používá teplovodivá pasta.

Kovový štítek je často elektricky spojený s vnitřním obvodem. Při použití izolovaného chladiče to nemusí představovat problém, ale pokud je chladič elektricky vodivý, uzemněný nebo jinak neizolovaný, může být potřeba elektricky izolační podložka. Pro elektrickou izolaci pouzdra TO-220 může být použito mnoho materiálů, z nichž některé mají výhodu vysoké tepelné vodivosti.

V aplikacích, které vyžadují chladič, může dojít k poškození nebo zničení součástky v pouzdře TO-220 kvůli přehřívání, pokud je chladič během používání odpojen.

Interní teplota (přechodu) v pouzdře TO-220 s připojeným chladičem se ztrátovým tepelným výkonem 1 W bude typicky o 2 až 5 °C vyšší než je teplota pouzdra (kvůli tepelnému odporu mezi přechodem a kovovým štítkem), a kovový štítkem pouzdra TO-220 bude mít typicky teplotu o 1 až 60 °C vyšší, než je okolní teplota, v závislosti na typu použitého chladiče (pokud je použit).[3][4][5]

Tepelný odpor přechod-pouzdro součástek v pouzdře TO-220 (na kterém typicky záleží méně než na tepelném odporu pouzdro-okolí) závisí na tloušťce a ploše polovodičového čipu v pouzdře, typicky v rozmezí mezi 0.5 °C/W a 3 °C/W (podle učebnice)[6] nebo 1.5 °C/W a 4 °C/W (podle jiných zdrojů).[5]

Je-li třeba rozptýlit více tepla, lze použít součástky v používanějším pouzdře TO-247 (nebo TO-3P). TO-3P má typický tepelný odpor přechod-okolí (chladič) pouze asi 40 °C/W, a jeho TO-3PF varianta ještě nepatrně nižší.[4] Ještě větší rozptyl tepla poskytují tzv. power modules.

Při použití součástek v pouzdře TO-220 bez chladiče, funguje samotné pouzdro jako chladič, a tepelný odpor chladič-okolí v vzduch pro pouzdro TO-220 je přibližně 70 °C/W.

Variace

Lineární stabilizátor napětí TS7805 v pouzdře, které je variantou TO-220 s elektricky izolovaným štítkem.

Rozměry pouzder skupiny TO-220 jsou definovány sdružením JEDEC. Existuje několik variant pouzder[7][8] např.:

  • TO-220F, TO-220FP JEDEC pouzdro se 3 vývody s tělem zcela zapouzdřeným v plastu, což nevyhnutelně zvyšuje tepelný odpor pouzdra oproti verzi s neizolovaným kovovým štítkem.[9]
  • TO-220AB JEDEC pouzdro se 3 vývody
  • TO-220AC JEDEC pouzdro se 2 vývody[10]

Někdy je označení doplněno pomlčkou a počtem vývodů, např. TO-220AB-5L pro pět vývodů.

Existují proprietární varianty, např. SUPER-220 společnosti International Rectifier, která místo otvoru pro montáž používá klip, a udává tepelnou výkonnost v pouzdře podobném TO-220 podobnou jako u TO-247.[11]

Běžné součástky v pouzdře TO-220

Pouzdro TO-220 se používá pro polovodičové součástky, které zpracovávají proudy menší než 100 ampér při napětí nejvýše několik stovek voltů. Tyto součástky pracují se stejnosměrným proudem nebo při relativně nízkých (audio) frekvencích, protože pouzdro TO-220 není určené pro vysokofrekvenční součástky. Kromě bipolárních tranzistorů, bipolárních Darlingtonů, a výkonových tranzistorů MOSFET se pouzdro TO-220 používá také pro pevné a proměnné integrované lineární stabilizátory napětí, a pro Schottkyho diodové páry.[12][13][14][15]

Národní Standardy

Standardizační organizaceNormaOznačení pro
TO-220-AATO-220-ABTO-220-AC
IECIEC 60191[16]A73AA74A
DINDIN 41869[17]14A3
EIAJ / JEITAED-7500A[18]SC45SC46–
GosstandartGOST 18472—88[19]–KT-28-2[pozn. 1]KT-28-1[pozn. 2]
RosstandartGOST R 57439—2017[20]
Kombinat Mikroelektronik ErfurtTGL 26713/09[16]–H2B1H2A1

Podobná pouzdra

  • TO-257 je hermeticky uzavřené kovové pouzdro, které je jinak považováno za ekvivalent TO-220.[21]
  • TO-220F známé také jako SOT186 a SC67 je pouzdro podobné TO-220, které má štítek pro montáž chladiče zapouzdřen v plastu.[22]

Odkazy

Poznámky

  1. ↑ КТ-28-2
  2. ↑ КТ-28-1

Reference

V tomto článku byl použit překlad textu z článku TO-220 na anglické Wikipedii.

  1. ↑ [s.l.]: [s.n.] [List of semiconductor cases, http://malaysia.rs-online.com/web/generalDisplay.html?id=centre/eem_techref_semipack Dostupné online]. 
  2. ↑ PANDYA, Kandarp. Torque Recommendations for TO-220 Devices [online]. Vishay Intertechnology, 2003-12-01. Dostupné online. 
  3. ↑ MC7800, MC7800A, NCV7805 [online]. ON Semiconductor [cit. 2014-05-24]. Dostupné online. 
  4. ↑ a b Yong Liu, 2012. Power Electronic Packaging: Design, Assembly Process, Reliability and Modeling. [s.l.]: Springer Science & Business Media. Dostupné online. ISBN 978-1-4614-1053-9. S. 188. 
  5. ↑ a b Mike Tooley, 2006. Electronic Circuits: Fundamentals and Applications. 3. vyd. [s.l.]: Routledge. Dostupné online. ISBN 978-0-7506-6923-8. S. 353. 
  6. ↑ Yong Liu, 2012. Power Electronic Packaging: Design, Assembly Process, Reliability and Modeling. [s.l.]: Springer Science & Business Media. Dostupné online. ISBN 978-1-4614-1053-9. S. 184. 
  7. ↑ JEDEC TO-220 family package specification [online]. JEDEC, 1987-03-24. Dostupné v archivu pořízeném z originálu dne 2017-06-18. 
  8. ↑ List of package types, [online]. Dostupné online. 
  9. ↑ TO-220F Package Dimensions [online]. Fairchild Semiconductor [cit. 2019-10-24]. Dostupné online. 
  10. ↑ Outline Dimensions TO-220AB, TO-220AC [online]. Vishay Semiconductor [cit. 2019-10-24]. Dostupné online. 
  11. ↑ SAWLE, Andrew; WOODWORTH, Arthur. Mounting Guidelines for the SUPER-220 [online]. International Rectifier, 2005-12-27 [cit. 2021-12-01]. Dostupné v archivu pořízeném dne 2016-04-10. 
  12. ↑ [s.l.]: [s.n.] Dostupné online. 
  13. ↑ [s.l.]: [s.n.] Dostupné online. 
  14. ↑ [s.l.]: [s.n.] Dostupné online. 
  15. ↑ [s.l.]: [s.n.], 1535. [615a9571e0b Dostupné online]. 
  16. ↑ a b TGL 26713/09: Gehäuse für Halbleiterbauelemente - Bauform H [online]. Leipzig: Verlag für Standardisierung, June 1988 [cit. 2021-06-15]. Dostupné online. (německy) 
  17. ↑ Semiconductor Databook [online]. Heilbronn: AEG-Telefunken [cit. 2021-08-20]. S. 19. Dostupné online. 
  18. ↑ , 1996. EIAJ ED-7500A Standards for the Dimensions of Semiconductor Devices [online]. JEITA, 1996 [cit. 2021-06-14]. Dostupné online. 
  19. ↑ , 1988. ГОСТ 18472—88 ПРИБОРЫ ПОЛУПРОВОДНИКОВЫЕ - Основные размеры [online]. Rosstandart, 1988 [cit. 2021-06-17]. S. 57–58. Dostupné online. (rusky) 
  20. ↑ , 2017. ГОСТ Р 57439—2017 ПРИБОРЫ ПОЛУПРОВОДНИКОВЫЕ - Основные размеры [online]. Gosstandart, 2017 [cit. 2021-06-17]. S. 72–73. Dostupné online. (rusky) 
  21. ↑ TRAVIS, Bill. Power MOSFETs and IGBTs. [s.l.]: EDN […] and the TO-257 is a hermetic TO-220.. 
  22. ↑ SOT186 [online]. Dostupné online. 

Související články

  • TO-3 – kovové pouzdro pro polovodiče pro podobné ztrátové výkony
  • TO-126 – plastové pouzdro pro nižší ztrátové výkony
  • TO-263 – ekvivalent TO-220 pro povrchovou montáž

Externí odkazy

Média použitá na této stránce

TS7805 voltage regulator.JPG
Autor: Anonimski, Licence: CC0
TS7805 linear voltage regulator in a TO-220 variant package with electrically isolated tab.
TO-220 Front Coloured.svg
A coloured drawing of the front of a TO-220 transistor package
TO-220 Back Coloured.svg
A coloured drawing of the reverse of a TO-220 transistor package