TO-3

Porovnání velikosti pouzder bipolárních transistorů zleva doprava: SOT-23, TO-92, TO-126, TO-3.

TO-3 je v elektronice označení pro standardizované kovové pouzdro používané pro výkonové polovodiče, včetně tranzistorů, křemíkových řízených usměrňovačů a integrovaných obvodů. Zkratka TO znamená anglicky Transistor Outline a používá se na technických výkresech sdružení JEDEC.[1]

Pouzdro bylo okolo roku 1955 navrženo ve společnosti Motorola skupinou vedenou ředitelem výzkumu polovodičové divize Virgilem E. Bottomem,[2] a poprvé bylo použito pro první sériově vyráběný výkonový tranzistor – slitinový germaniový tranzistor 2N176.[2][3] Rozestup vývodů byl zvolen tak, aby se součástka mohla zapojit do elektronkové patice v té době obvyklé.[4] Základna pouzdra TO-3 je zespodu plochá, aby bylo možné součástku připevnit k chladiči, obvykle přes teplotně vodivou, ale elektricky izolační podložku.

Typické aplikace

Typický montážní profil TO-3 s izolací od kostry.

Kovové pouzdro lze připojit k chladiči, takže je vhodné pro součástky se ztrátovým výkonem několika wattů. Pro zlepšení přenosu tepla mezi pouzdrem součástky a chladičem se používá teplovodivá pasta. Protože pouzdro součástky tvoří jednu z elektrod, může být potřeba pouzdro elektricky izolovat od chladiče, k čemuž se používají izolační podložky ze slídy nebo jiného materiálu s dobrou tepelnou vodivostí.

Pouzdro se používá pro součástky s vysokým výkonem a s vysokým proudem, pro proudy do několik desítek ampér, a ztrátový výkon do sto wattů. Kovový povrch pouzdra zajišťuje dobrou tepelnou vodivost a mechanickou odolnost. Spoje kov-kov a kov-sklo poskytují hermetické těsnění, které chrání polovodič před kapalinami a plyny.

V porovnání s ekvivalentními plastovými pouzdry je TO-3 dražší. Rozteč a rozměry vývodů nejsou vhodné pro vysokofrekvenční součástky.

Konstrukce

Vnitřek Darlingtonu MJ1000 v pouzdře TO-3.

Polovodičový čip součástky je umístěn na vyvýšené plošině na kovové desce, ke které je v horní části přivařeno víčko; toto uspořádání poskytuje vysokou tepelnou vodivost a odolnost. Kovové pouzdro je spojené s čipem a další vývody jsou připojené k čipu pomocí vazebních vodičů.

Pouzdro TO-3 sestává ze základové desky s diagonálami 40,13 mm (1,580 in) krát 27,17 mm (1,070 in). Deska má na delší úhlopříčce dva montážní otvory, jejichž středy mají vzdálenost 30,15 mm (1,187 in).[5] Víčko připojené na jedné straně základny zvětšuje celkovou výšku na 11,43 mm (0,450 in). Dva vývody na opačné straně základny jsou od pouzdro izolované samostatnými průchodkami sklo-kov. Kovové pouzdro tvoří třetí elektrodu (v případě bipolárního tranzistoru je to obvykle kolektor).

Varianty

Integrovaný výkonový zesilovač (Unitra/CEMI UL1403) ve variantě pouzdra TO-3.

Varianty pouzdra TO-3 pro integrované obvody mohou mít více než dva vývody. Různé varianty pouzdra TO-3 mohou mít různou výšku víčka a tloušťku vývodů.

TO-41

Tranzistor AD133 v pouzdře TO-41. Třetí vývod je spojen s pouzdrem.

Dva vývody pouzdra TO-41 jsou zakončeny pájecími ploškami s otvory pro usnadnění pájení vodičů k vývodům pro montáž mezi spojovací body (na rozdíl od pájení pouzdra TO-3 na desku plošných spojů). Jinak má pouzdro TO-41 stejné rozměry jako pouzdro TO-3.[6] Některé varianty pouzdra TO-41 mají třetí vývod s pájecí ploškou spojenou s pouzdrem (například AD133,[7]:s.64 AUY21[7]:s.69). Toto pouzdro se třemi vývody bylo standardizováno organizací IEC jako C14B/B28.[7]:s.215

TO-204

TO-204 nahrazuje starší definici přírubových pouzder s roztečí vývodů 10,92 mm (0,430 in).[8][9] Nově jsou některá pouzdra definována jako varianty pouzdra TO-204: TO-3 je nově označováno jako TO-204-AA, TO-41 jako TO-204-AB. Nová pouzdra s maximální výškou zmenšenou na 7,62 mm (0,300 in) nesou označení TO-204-AC. Existují dvě další varianty se silnějšími vývody (1,02 mm (0,040 in)) pro vyšší proudy: 1,27 mm (0,050 in) má označení TO-204-AD a 1,52 mm (0,060 in) TO-204-AE.

Národní standardy

Standardizační organizaceNormaOznačení pro
TO-3TO-41––
JEDECJEP95[9]TO-204-AATO-204-ABTO-204-ACTO-204-AD
IECIEC 60191[pozn. 1][7]:s.215C14A/B18C14B/B18
DINDIN 41872[10][11]3A23B2[pozn. 2]
EIAJ / JEITAED-7500A[pozn. 1][12]TC-3/TB-3–TC-3A/TB-3[pozn. 2]–
British StandardsBS 3934[pozn. 1][13][14]TAK-5A/SB2-2TAK-5B/SB2-2[pozn. 2]
GosstandartGOST 18472—88[15]KT-9[pozn. 3]––KT-9B
RosstandartGOST R 57439[16]KT-9C
Kombinat Mikroelektronik ErfurtTGL 11811[17]Eeb–Eea–
TGL 26713/11[17]L2A2–L2A1–

Běžné součástky v pouzdře TO-3

Běžné integrované stabilizátory napětí:

  • LM317, stabilizátor napětí
  • LM78xx, stabilizátor napětí
  • LM340, stabilizátor napětí

Běžné tranzistory:

  • 2N3055, výkonový tranzistor NPN
  • MJ2955, výkonový tranzistor PNP (nezaměňovat s 2N2955, což je PNP tranzistor pro malé signály[18])
  • KD503, výkonový tranzistor NPN

Odkazy

Poznámky

  1. ↑ a b c Tyto normy mají samostatné výkresy pro pouzdra a základny.
  2. ↑ a b c Maximální výška je 8,63 mm (0,340 in).
  3. ↑ КТ-9

Reference

V tomto článku byl použit překlad textu z článku TO-3 na anglické Wikipedii.

  1. ↑ JEDEC TO-3 package specification [online]. JEDEC. Dostupné v archivu pořízeném z originálu dne 2017-06-18. 
  2. ↑ a b BOTTOM, Virgil. FROM POSSUM HOLLER TO SINGAPORE The Autobiography of VIRGIL E. BOTTOM. [s.l.]: Self published, November 1992. Dostupné v archivu pořízeném z originálu dne 2016-03-15. Kapitola XIII Phoenix 1953–1958, s. 177.  Archivováno 15. 3. 2016 na Wayback Machine.
  3. ↑ WARD, Jack, 2007. Motorola 2N176 [online]. www.semiconductormuseum.com, 2007 [cit. 2022-08-22]. Dostupné online. 
  4. ↑ GREENBURG, Ralph, 2008. Transistor Museum Oral History [online]. www.semiconductormuseum.com, 2008 [cit. 2021-07-14]. Dostupné online. 
  5. ↑ Hubert Biagi. Mounting Considerations for TO-3 Packages [online]. Burr-Brown [cit. 2021-06-30]. S. 3. Dostupné online. 
  6. ↑ TO-41 [online]. JEDEC [cit. 2021-06-21]. Dostupné v archivu pořízeném z originálu dne 2016-04-10. 
  7. ↑ a b c d , 1978. Semiconductors [online]. Pro Electron, 1978 [cit. 2021-06-17]. Dostupné online. 
  8. ↑ JEDEC Publication No. 95. [s.l.]: JEDEC, October 2010. Dostupné online. Kapitola Index by Device Type of Registered Transistor Outlines (TO). 
  9. ↑ a b JEDEC Publication No. 95. [s.l.]: JEDEC, November 1982. Dostupné online. Kapitola Flange Mounted Header Family 0.430 Pin Spacing, s. 174–177. 
  10. ↑ NPN Transistor for Powerful AF Output Stages 2N3055 [online]. Siemens [cit. 2021-08-20]. Dostupné online. 
  11. ↑ Silicon NPN Power Transistor BU546 [online]. Telefunken [cit. 2021-08-20]. Dostupné online. 
  12. ↑ , 1996. EIAJ ED-7500A Standards for the Dimensions of Semiconductor Devices [online]. JEITA, 1996 [cit. 2021-06-14]. Dostupné online. 
  13. ↑ , 1968. Semiconductor and Photoelectric Devices [online]. Mullard, 1968 [cit. 2021-06-14]. S. 539. Dostupné online. 
  14. ↑ , 1974. Mullard Technical Handbook Book 1 Part 1 [online]. Mullard, 1974 [cit. 2021-06-14]. S. 516. Dostupné v archivu pořízeném dne 2021-07-01. 
  15. ↑ , 1988. ГОСТ 18472—88 ПРИБОРЫ ПОЛУПРОВОДНИКОВЫЕ - Основные размеры [online]. Rosstandart, 1988 [cit. 2021-06-17]. S. 42. Dostupné online. (rusky) 
  16. ↑ , 2017. ПРИБОРЫ ПОЛУПРОВОДНИКОВЫЕ - Основные размеры [online]. Rosstandart, 2017 [cit. 2021-06-17]. S. 50–52. Dostupné online. (rusky) 
  17. ↑ a b TGL 26713/11: Gehäuse für Halbleiterbauelemente - Bauform L [online]. Leipzig: Verlag für Standardisierung, June 1988 [cit. 2021-06-15]. Dostupné online. (německy) 
  18. ↑ , 1991. Kluwers Internationale Transistor Gids. 4. vyd. [s.l.]: Kluwer Technische Boeken B.V.. ISBN 9020125192. S. 55. 

Související články

  • TO-66 – menší pouzdro podobného tvaru
  • TO-220 – plastové pouzdro pro polovodiče s podobnými ztrátovými výkony jako TO-3

Externí odkazy

Média použitá na této stránce

Transistorer (cropped).jpg
Autor: Mister rf na projektu Wikipedie v jazyce angličtina, Licence: CC BY-SA 3.0
Assorted discrete transistors. Packages in order from top to bottom: TO-3, TO-126, TO-92, SOT-23.

BUX83: NPN silicon high voltage power transistor from Philips,TO-3 packaging

M126: PNP silicon medium power transistor from Motorola,TO-126 packaging

2N3906; PNP general purpose low-power/switching applications, TO-92 packaging

BC817: NPN general purpose transistor, SMD mounting, SOT-23 packaging
Darlington transistor MJ1000.jpg

View of the chip of an MJ1000 (TO-3 case, cover removed). NPN Darlington transistor with diode. Top lead: emitter; bottom lead: base; case: collector.
Wzmacniacze.jpg
Autor: Dominik49, Licence: CC BY-SA 4.0
Trzywatowe wzmacniacze UL1403 produkcji CEMI.
AD133.jpg
Autor: Mister rf, Licence: CC BY-SA 4.0
PNP germanium alloy transistor for AF power amplifier / switch applications. Uce/Ucb: -50/-50V. Ic: -15A. β (Ic/Ib):, 20-100. Max. PD: 36W. F: 0.2MHz
TO-3 mounting.png
Autor: Jugandi, Licence: CC BY-SA 4.0
Typical TO-3 mounting profile