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TO-3

Comparación de tamaños de encapsulados de transistores BJT , de izquierda a derecha: SOT-23 , TO-92 , TO-126 , TO-3 Modelo 3D del paquete TO-3 En electrónica, TO-3 es una design...

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Comparación de tamaños de encapsulados de transistores BJT , de izquierda a derecha: SOT-23 , TO-92 , TO-126 , TO-3
Modelo 3D del paquete TO-3

En electrónica, TO-3 es una designación para un encapsulado estandarizado de semiconductores metálicos utilizado para semiconductores de potencia, incluidos transistores , rectificadores controlados de silicio y circuitos integrados . TO significa "Transistor Outline" (esquema del transistor) y se refiere a una serie de dibujos técnicos producidos por JEDEC . [ 1 ]

La carcasa TO-3 tiene una superficie plana que se puede fijar a un disipador de calor , normalmente mediante una arandela conductora térmicamente pero aislante eléctricamente. El diseño se originó en Motorola alrededor de 1955 por un grupo dirigido por el Dr. Virgil E. Bottom [ 2 ] , quien era director de investigación de la División de Semiconductores de Motorola. El primer uso de este diseño fue para el transistor de potencia de unión de aleación de germanio 2N176 , el primer transistor de potencia en ser producido en masa [ 2 , 3 ] . El espaciado de los terminales se concibió originalmente para permitir la conexión del dispositivo a un zócalo de tubo común en ese entonces [ 4 ] .

Aplicaciones típicas

Perfil de montaje TO-3 típico, con aislante del chasis.

El encapsulado metálico se puede acoplar a un disipador de calor, lo que lo hace adecuado para dispositivos que disipan varios vatios de calor. Se utiliza pasta térmica para mejorar la transferencia de calor entre la carcasa del dispositivo y el disipador. Dado que la carcasa del dispositivo es una de las conexiones eléctricas, puede ser necesario un aislante para aislar eléctricamente el componente del disipador. Las arandelas aislantes pueden estar hechas de mica u otros materiales con buena conductividad térmica .

Esta carcasa se utiliza con dispositivos de alta potencia y alta corriente, del orden de decenas de amperios y con una disipación de calor de hasta cien vatios. Las superficies de la carcasa son metálicas para una buena conductividad térmica y durabilidad. Las uniones metal-metal y metal-vidrio proporcionan un sellado hermético que protege el semiconductor de líquidos y gases.

En comparación con los encapsulados de plástico equivalentes, el TO-3 es más costoso. El espaciado y las dimensiones de los pines de la carcasa lo hacen inadecuado para dispositivos de alta frecuencia (radiofrecuencia).

Construcción

Interior de un transistor Darlington MJ1000 en encapsulado TO-3

El chip semiconductor se monta sobre una plataforma elevada en una placa metálica, con una carcasa metálica soldada encima; esto proporciona una alta conductividad térmica y durabilidad. La carcasa metálica se conecta al dispositivo interno y los terminales se conectan al chip mediante cables de unión.

El encapsulado TO-3 consta de una placa base en forma de diamante con diagonales de 40,13 mm (1,580 pulg.) y 27,17 mm (1,070 pulg.) . La placa tiene dos orificios de montaje en la diagonal más larga, con los centros separados 30,15 mm (1,187 pulg.) . [ 5 ] La tapa unida a un lado de la placa eleva la altura total a 11,43 mm (0,450 pulg.) . Dos pines en el otro lado de la placa están aislados del encapsulado mediante sellos individuales de vidrio y metal. La carcasa metálica constituye la tercera conexión (en el caso de un transistor de unión bipolar, esta suele ser el colector).        

Dimensiones

Dimensiones del encapsulado TO-3 en mm

Variantes

Circuito integrado amplificador de potencia ( CEMI UL1403) en una variante de encapsulado TO-3.

Las variantes del encapsulado TO-3 para circuitos integrados pueden tener más de dos terminales. La altura de la tapa y el grosor de los terminales varían entre las distintas variantes del encapsulado TO-3.

TO-41

Transistor AD133 en un encapsulado IEC C14B/B28, similar al TO-41 pero con un tercer pin conectado a la carcasa (en este caso, las almohadillas de soldadura han sido cortadas).

Los dos pines del encapsulado TO-41 terminan en almohadillas de soldadura con orificios para facilitar la soldadura de cables a los pines en la construcción punto a punto (a diferencia de soldar un encapsulado TO-3 en una placa de circuito impreso ). Por lo demás, el encapsulado TO-41 tiene las mismas dimensiones que el encapsulado TO-3. [ 6 ] Algunas variantes del encapsulado TO-41 tienen un tercer pin con una almohadilla de soldadura conectada a la carcasa (por ejemplo, AD133, [ 7 ] : 64 AUY21 [ 7 ] : 69 ). Este encapsulado de 3 pines fue estandarizado por la IEC como C14B/B28. [ 7 ] : 215

TO-204

TO-204 está diseñado para reemplazar definiciones anteriores de paquetes montados en brida con un espaciado de pines de 10,92 mm (0,430 pulg.) . [ 8 ] [ 9 ] Los diferentes contornos ahora se definen como variantes de TO-204: TO-3 se renombra a TO-204-AA, TO-41 a TO-204-AB. Se agrega un nuevo paquete con una altura máxima reducida de 7,62 mm (0,300 pulg.) como TO-204-AC. Dos variantes adicionales especifican pines más gruesos que el original de 1,02 mm (0,040 pulg.) para permitir corrientes más altas: 1,27 mm (0,050 pulg.) para TO-204-AD y 1,52 mm (0,060 pulg.) para TO-204-AE.          

Normas nacionales

  1. 1 2 3 Estas normas tienen dibujos separados para la caja del paquete y la base.
  2. 1 2 3 La altura máxima es de 8,63 mm (0,340 pulgadas).
  3. ↑ Ruso : КТ-9

Componentes comunes en un paquete TO-3

Circuitos integrados reguladores de voltaje comunes:

  • LM317 , regulador de voltaje
  • LM78xx , regulador de voltaje
  • LM340, regulador de voltaje

Transistores comunes:

  • 2N3055 , transistor de potencia NPN
  • MJ2955, transistor de potencia PNP (no confundir con un 2N2955 que es un transistor PNP de pequeña señal [ 18 ] )
  • KD503 , transistor de potencia NPN

Véase también

  • TO-66 , paquete más pequeño de forma similar
  • Encapsulado de plástico TO-220 utilizado para semiconductores de potencia con características similares a las de los encapsulados TO-3.

Referencias

  1. ↑ "Especificación del paquete JEDEC TO-3" (PDF) . JEDEC . Archivado del original (PDF) el 18 de junio de 2017.
  2. 1 2 Bottom, Virgil (noviembre de 1992). "XIII Phoenix 1953–1958" . FROM POSSUM HOLLER TO SINGAPORE The Autobiography of VIRGIL E. BOTTOM . Publicado por el autor. pág. 177. Archivado del original (DOC) el 15 de marzo de 2016. Recuperado el 22 de agosto de 2022 . 
  3. ↑ Ward, Jack (2007). "Motorola 2N176" . www.semiconductormuseum.com . Consultado el 22 de agosto de 2022 .
  4. ↑ Greenburg, Ralph (2008). "Historia oral del Museo del Transistor" . www.semiconductormuseum.com . Consultado el 14 de julio de 2021 .
  5. ↑ Hubert Biagi. "Consideraciones de montaje para encapsulados TO-3" (PDF) . Burr-Brown. pág. 3. Consultado el 30 de junio de 2021 . 
  6. ↑ "TO-41" (PDF) . JEDEC. Archivado del original (PDF) el 10 de abril de 2016. Consultado el 21 de junio de 2021 .
  7. 1 2 3 4 "Semiconductores" (PDF) . Pro Electron . 1978. Consultado el 17 de junio de 2021 .
  8. ↑ "Índice por tipo de dispositivo de esquemas de transistores registrados (TO)". Publicación JEDEC n.° 95 (PDF) . JEDEC. Octubre de 2010. Consultado el 13 de julio de 2021 .
  9. 1 2 "Familia de cabezales montados con brida, espaciado entre pines de 0,430". Publicación JEDEC n.º 95 (PDF) . JEDEC. Noviembre de 1982. págs. 174–177 . Consultado el 13 de julio de 2021 . 
  10. ↑ "Transistor NPN para potentes etapas de salida de audiofrecuencia 2N3055" (PDF) . Siemens . Consultado el 20 de agosto de 2021 .
  11. ↑ "Transistor de potencia NPN de silicio BU546" (PDF) . Telefunken . Consultado el 20 de agosto de 2021 .
  12. ↑ "Normas EIAJ ED-7500A para las dimensiones de los dispositivos semiconductores" (PDF) . JEITA. 1996. Consultado el 14 de junio de 2021 .
  13. ↑ "Dispositivos semiconductores y fotoeléctricos" (PDF) . Mullard. 1968. pág. 539. Consultado el 14 de junio de 2021 . 
  14. ↑ "Manual técnico de Mullard, Libro 1, Parte 1" (PDF) . Mullard. 1974. pág. 516. Archivado del original (PDF) el 1 de julio de 2021. Consultado el 14 de junio de 2021 . 
  15. ^ "ГОСТ 18472—88 ПРИБОРЫ ПОЛУПРОВОДНИКОВЫЕ - Основные размеры" [ GOST 18472—88 Dispositivos semiconductores - dimensiones básicas ] (PDF) (en ruso). Rosstandart. 1988. pág. 42 . Consultado el 17 de junio de 2021 . 
  16. ^ "ПРИБОРЫ ПОЛУПРОВОДНИКОВЫЕ - Основные размеры" [ Dispositivos semiconductores - dimensiones básicas ] (PDF) (en ruso). Rosstandart. 2017. págs . 50–52 . Consultado el 17 de junio de 2021 . 
  17. ^ " TGL 26713/11: Gehäuse für Halbleiterbauelemente - Bauform L" (PDF) (en alemán). Leipzig: Verlag für Standardisierung. Junio ​​de 1988 . Consultado el 15 de junio de 2021 .
  18. ^ Kluwers Internationale Transistor Gids (4 ed.). Kluwer Technische Boeken BV 1991. pág. 55.ISBN​   9020125192.