专利名称：带箝位功能的达林顿晶体管的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及一种达林顿晶体管，尤其是一种带箝位功能的达林顿晶体管，属 于半导体晶体管的技术领域。
背景技术：
众所周知，当人们把普通的一只不带箝位功能的达林顿晶体管用于汽车点火器、 游艇电控、开关电源等线路中时，一旦电路中外加电压超过晶体管的输出电压或峰值电压， 尤其是所带的感性负载反冲电压 很高时，这只普通达林顿管就容易被击穿损坏。但如果是 使用的带箝位功能的达林顿管，则达林顿管的击穿电压被箝位在一定数值范围内，这样外 加电压就反冲不上去，那么就不会损坏晶体管，从而起到了良好的保护作用。同时，达林顿 管在使用时会温升而过热，如果加了筘位二极管后整机线路的工作状态将不会偏离太多， 不会向饱和态滑动，所以达到了稳定线路性能的效果。
图1为目前现有的带有筘位功能的达林顿晶体管的结构。如图1所示，所述达林 顿晶体管的结构包括一只普通的带阻尼的达林顿晶体管，所述达林顿晶体管的集电极电流 Ic通常为数安培，集电极_发射极间的电压Vceo通常为数百伏。在所述达林顿晶体管的集 电极-基极之间并联了一只稳压二极管Z-Di，所述稳压二极管Z-Di的阳极端与达林顿晶体 管的基极相连，稳压二极管Z-Di的阴极端与达林顿晶体管的集电极相连。带筘位功能的达林顿晶体管属半导体晶体管范畴，在汽车电气控制、游艇马达电 控、开关电源、闪光器功放等行业领域中有着较好的应用。带筘位功能的达林顿晶体管在电 源部分起核心作用，但国产带箝位功能的达林顿管在制芯工艺中，由于受到技术工艺水平 的限制厂家很难做出来，电子市场上只有富士进口管。
发明内容本实用新型的目的是克服现有技术中存在的不足，提供一种带筘位功能的达林顿 晶体管，其结构简单，制造方便，稳定性好，安全可靠。按照本实用新型提供的技术方案，所述带有箝位功能的达林顿晶体管，包括带阻 尼的达林顿晶体管，所述带有阻尼的达林顿晶体管的基极与集电极间设有双极型晶体管， 所述双极型晶体管的集电极与带阻尼的达林顿晶体管的集电极相连，双极型晶体管的发射 极与带阻尼的达林顿晶体管的基极相连。所述双极型晶体管对应于发射极与集电极间的电压不大于带阻尼的达林顿晶体 管对应发射极与集电极间的电压值。所述带有阻尼的达林顿晶体管与双极型晶体管均位于 引线框底板上。所述双极型晶体管的结构与带阻尼的达林顿晶体管的结构相同。本实用新型的优点利用双极型晶体管的集电极与达林顿晶体管的集电极相连， 双极型晶体管的发射极与达林顿晶体管的基极相连，能够达到对达林顿晶体管的电位箝位 的功能；稳压效果好，加工操作简便，安全可靠。[0009]图1为现有带有箝位功能的达林顿晶体管的结构示意图。图2为本实用新型的结构示意图。图3为本实用新型的封装结构示意图。
具体实施方式
下面结合具体附图和实施例对本实用新型作进一步说明。如图2 图3所示所述达林顿晶体管由双极型晶体管T2与双极型晶体管T3复 合而成，双极型晶体管T2的基极作为达林顿晶体管的基极B ；双极型晶体管T2的集电极与 双极型晶体管T3的集电极相连，作为达林顿晶体管的集电极C ；双极型晶体管T2的发射极 与双极型晶体管T3的基极相连，双极型晶体管T3的发射极作为达林顿晶体管的发射极E。 双极型晶体管T2与双极型晶体管T3复合而成达林顿晶体管的集电极C与发射极E间设有 二极管D，所述二极管D的阳极端与达林顿晶体管的发射极E相连，二极管D的阴极端与达 林顿晶体管的集电极C相连；所述达林顿晶体管的集电极C与发射极E作为达林顿晶体管 的输出端。所述双极型晶体管T2的基极B与双极型晶体管T3的发射极E间设有电阻Rl 与电阻R2，电阻Rl与电阻R2串接在基极B与发射极E间，电阻Rl与电阻R2的连接处与双 极型晶体管T3的基极相连，形成带阻尼结构的达林顿晶体管1。所述电阻Rl与电阻R2的 阻值选择，可以根据实际需要进行选择。所述带有阻尼的达林顿晶体管1的集电极C与基极B间设有双极型晶体管Tl，所 述双极型晶体管Tl的集电极与带阻尼的达林顿晶体管1的集电极C相连；双极型晶体管 Tl的发射极与带阻尼的达林顿晶体管1的基极B相连，双极型晶体管Tl的基极悬置。双极 型晶体管Tl的发射极与集电极分别与带阻尼的达林顿晶体管1的基极B、集电极C相连， 构成带有箝位功能的达林顿晶体管。双极型晶体管Tl对应的集电极与发射极间的电压值 Vce 一般要小于达林顿晶体管的集电极C与发射极E间的电压Vceo值，能够对带阻尼的达 林顿晶体管1的电压Vceo有效箝位。使用时，带阻尼的达林顿晶体管1的集电极C与发射 极E间的电压Vceo值大于双极型晶体管Tl集电极与发射极间的电压值Vce，当使用时，夕卜 加电压大于双极型晶体管Tl集电极与发射极间的电压值Vce时，达林顿管的击穿电压就会 被箝位在Vce值上，这样外加电压就升不上去，则不会损坏达林顿管，从而达到带有箝位功 能的效果。利用双极型晶体管Tl替代稳压二极管Z-Di的箝位功能之原因是，当采用稳压 二极管Z-Di进行箝位，在稳压二极管Z-Di与达林顿晶体管进行封装时，需要进行泡酸、清 洗等工序，封装复杂，操作困难。而如果利用双极型晶体管Tl与达林顿晶体管进行封装时， 不需要泡酸、清洗的工艺步骤，装片、键合工艺操作方便。所述双极型晶体管Tl的结构与双 极型晶体管T2、T3的结构相同，即当构成带阻尼的达林顿晶体管1的双极型晶体管T2、T3 为NPN三极管时，双极型晶体管Tl也为NPN三极管。如图3所示，为封装结构示意图。所述带有阻尼的达林顿晶体管1与双极型晶体 管Tl均位于引线框底板3上，2为双极型晶体管Tl的管芯。将带有阻尼的达林顿晶体管1 的基极B用铝丝键合在引线框底板3上对应的B端，形成带筘位功能的达林顿晶体管的基 极B ；将带有阻尼的达林顿晶体管1的发射极E用铝丝键合到引线框底板3上对应的E端， 形成带有箝位功能的达林顿晶体管1的发射极E ；将带有阻尼的达林顿晶体管1的集电极用焊料装片烧结到引线框底板3上对应的C端，形成带有筘位功能的达林顿晶体管1的集 电极C ；将双极型晶体管Tl的发射极用铝丝键合到引线框底板3上对应的B端，将双极型 晶体管Tl的集电极用焊料装片烧结到引线框底板3上对应的C端，这样就使得双极型晶体 管Tl的发射极与带有阻尼的达林顿晶体管1的基极B通过引线框底板3所对应的B端连 接在一起，双极型晶体管Tl的集电极与带有阻尼的达林顿晶体管1的集电极C通过引线框 底板3封装在一起，实现了达林顿晶体管1的集电极C与基极B间连接带有箝位功能的结 构。将带阻尼的达林顿晶体管1与双极型晶体管Tl并列封装在一只引线框底板3上， 通过内部连线实现其集成复合的内部结构功能，取代了工艺难度复杂的复合芯片 制造；利 用普通的双极型晶体管Tl替代稳压二极管，工艺简单，可操作性强。如果采用稳压二极管 封装，则需要腐蚀清洗等工艺而使得封装难以实现。所述达林顿晶体管1与双极型晶体管 Tl的制备流程为材料准备一装片一键合一点胶一塑封一后固化一去飞边一电镀一切筋 —测试一打印一包装入库。以带阻尼的达林顿晶体管1的Vceo = 300 450V的某一型号产品为例，所述带 阻尼的达林顿晶体管1与双极型晶体管Tl相配合的箝位实验如下原材料准备一只带阻尼 的达林顿晶体管1，所述带阻尼的达林顿晶体管1对应的集电极C-发射极E间电压为Vceo =300 450V，带阻尼的达林顿晶体管1对应的集电极电流Ic = 6A，直流电流增益hFE > 500 (，Ic = 4A，Vcel = 2V)；准备双极型晶体管Tl，所述双极型晶体管Tl对应的集电极-发 射极电压Vce = 300 450V，集电极电流Ic = 4A。将带有阻尼的达林顿晶体管1与双极 型晶体管Tl封装好后，做如下表中的实验。将一只Vce = 383V的双极型晶体管Tl与Vceo =438V的带阻尼的达林顿晶体管1复合封装在一起，所述双极型晶体管Tl与带阻尼的达 林顿晶体管1的实验参数如下
测试条件技术指标 实测数据
Vceo (V) Ic = ImA300-450V 374V
Vcbo(V) Ic = 0. ImA300-450V 375V
Vebo (V) Ib = 150mA> 6V20V
HfeIc = 4，Vce = 2V ~> 500 1246
Vces (V) Ic = 4，IB = 15mA ~< 1. 5V 0. 995V Vbes (V) Ic = 4，IB = 15mA ~< 2V1. 624V
~Ic(A)6A8APc(W)40W60W 从以上数据可见，Vceo = 383V的双极型晶体管Tl对应的集电极与发射极分别连 接到Vceo = 438V的带阻尼的达林顿晶体管1的集电极C、基极B上，复合封装成的达林顿 管的Vceo = 374V，试验表明，用双极型晶体管Tl能够对带阻尼的达林顿晶体管1的集电 极C、基极B的电位进行箝位。复合后的产品集电极最大允许电流Ic = 8A，集电极最大允 许耗散功率Pc = 60W，符合并超过产品标准指标。同时，对该产品进行电流耐久性试验，在 双极型晶体管Tl与带阻尼的达林顿晶体管1上加6A电流持续数十秒性能正常；对产品进 行高温反偏试验合格。本实用新型利用双极型晶体管Tl的集电极与带阻尼的达林顿晶体管1的集电极C 相连，双极型晶体管Tl的发射极与带阻尼的达林顿晶体管1的基极B相连，能够达到对带 阻尼的达林顿晶体管1的电位箝位的功能；稳压效果好，加工操作简便，安全可靠。
权利要求一种带有箝位功能的达林顿晶体管，包括带阻尼的达林顿晶体管，其特征是所述带有阻尼的达林顿晶体管的基极与集电极间设有双极型晶体管，所述双极型晶体管的集电极与带阻尼的达林顿晶体管的集电极相连，双极型晶体管的发射极与带阻尼的达林顿晶体管的基极相连。
2.根据权利要求1所述带有箝位功能的达林顿晶体管，其特征是所述双极型晶体管 对应于发射极与集电极间的电压不大于带阻尼的达林顿晶体管对应发射极与集电极间的 电压值。
3.根据权利要求1所述带有筘位功能的达林顿晶体管，其特征是所述带有阻尼的达 林顿晶体管与双极型晶体管均位于引线框底板上。
4.根据权利要求1所述带有箝位功能的达林顿晶体管，其特征是所述双极型晶体管 的结构与带阻尼的达林顿晶体管的结构相同。
专利摘要本实用新型涉及一种达林顿晶体管，尤其是一种带筘位功能的达林顿晶体管，属于半导体晶体管的技术领域。按照本实用新型提供的技术方案，所述带有箝位功能的达林顿晶体管，包括带阻尼的达林顿晶体管，所述带有阻尼的达林顿晶体管的基极与集电极间设有双极型晶体管，所述双极型晶体管的集电极与带阻尼的达林顿晶体管的集电极相连，双极型晶体管的发射极与带阻尼的达林顿晶体管的基极相连。本实用新型利用双极型晶体管的集电极与达林顿晶体管的集电极相连，双极型晶体管的发射极与达林顿晶体管的基极相连，能够达到对达林顿晶体管的电位箝位的功能；稳压效果好，加工操作简便，安全可靠。
文档编号H01L25/00GK201741691SQ20102021333
公开日2011年2月9日 申请日期2010年5月27日 优先权日2010年5月27日
发明者钱晓平, 龚利汀, 龚利贞 申请人:无锡固电半导体股份有限公司