Come può un transistor ad alta tensione essere in una confezione così piccola?

Per esempio:

• STN0214 - Transistor di potenza NPN ad altissima tensione

Si dice che accetti più di 1 kV tra il suo collettore ed emettitore. Viene fornito in un pacchetto SOT-223 (3 pin più una scheda). Con una rigidità dielettrica di 1 kV / mm per l'aria umida, non può apparire un arco tra gli elettrodi?

Oppure devi racchiudere la confezione in colla o altro materiale con una rigidità dielettrica più elevata dell'aria?

Hmm, sembra stretto. Il passo dei pin è di 2,3 mm e la larghezza massima dei pin è di .85 mm, lasciando uno spazio minimo di 1,45 mm tra i pin. Il transistor è specificato per 1,4 kV CE, che si trovano su pin adiacenti, quindi è solo circa 1 kV / mm. Come ho detto, sembra stretto e dovresti stare attento a progettare l'impronta del PCB per non peggiorare le cose.

Di solito creo dei pad PCB un po 'più larghi dei pin, ma in questo caso non lo farei. Anche se i pad hanno la stessa larghezza dei pin, qualsiasi errore di allineamento taglia la spaziatura.

Nel complesso, preferirei un pacchetto più grande con più spazio tra i pin per arrivare leggermente al di sotto di 1 kV / mm.

Sì, in genere si applica un composto per sigillare i perni dopo il montaggio. Anche per una spaziatura molto più ampia, questo è in genere fatto poiché i cavi hanno spesso angoli acuti (più inclini a corona e rottura). Aggiungiamo regolarmente qualcosa come Corona Dope anche a componenti piuttosto grandi (relè HV, ecc.) Quando la tensione sale e supera 1kV. Ciò fornisce una protezione dell'ordine di ~ 145kV / mm e sopprime sia gli archi che la scarica della corona . Sicuramente Corona Dope non è il composto più adatto per questa parte, ovviamente - è solo per fornire l'esempio. In ogni caso, sarebbe necessaria una sorta di rivestimento isolante conforme in un sistema che azionasse il dispositivo fino alla sua massima potenza di 1,4 kV.

Ciò che desterebbe maggiore preoccupazione sarebbe il PCB stesso e le tracce / pastiglie: il chip è troppo stretto per i materiali PCB standard a bassa tensione e gli standard di progettazione (ovvero: una scheda realizzata con materiali specificati IPC). Ad esempio, le specifiche IPC2221A indicano una distanza minima per i conduttori esterni rivestiti permanentemente (ad es .: conduttori di chip - assumendo rivestiti come sopra) come:

• 0,8 mm a 500 V + 0,00305 mm / V in aggiunta
• -> per 1,4 kV questo è 0,8 + 900 * 0,00305 = 3,545 mm

Anche le tracce della scheda interna dovrebbero essere distanziate ulteriormente (2,5 mm, con un calcolo simile) di quanto il chip consenta. Altre considerazioni per i PCB di media o alta tensione sono la forma dei pad e delle tracce - questi devono spesso essere arrotondati, eliminando gli spigoli vivi in ​​cui le tracce cambiano direzione e usando i pad rettangolari arrotondati invece dei quadrati con angoli acuti.

Quindi, oltre alla necessità di rivestire i conduttori del componente con un composto isolante dopo il montaggio, un PCB standard progettato per circuiti a bassa tensione non sarebbe appropriato per questo componente alla sua massima potenza. Dovresti quindi montarlo su una scheda appositamente progettata per applicazioni di media tensione (generalmente ~ 600-3000 V).

Non è chiaro quale sia la distanza minima effettiva tra il collettore e gli altri perni, ma sembra essere un po 'più di 1 mm. Probabilmente in un alloggiamento sigillato con aria secca che sarebbe sufficiente (supponendo che qualcuno lo userebbe vicino alla valutazione massima!). Un'altra possibilità è quella di applicare un rivestimento conforme .

MA, il fatto che il transistor sia in grado di gestire questa tensione non significa che DEVI farlo funzionare fino a quella tensione. Se lo si utilizza ad esempio a 600 V, si avrebbe un margine considerevole prima che il transistor si rompa. In alcune situazioni potrebbe essere bello avere.

Le considerazioni primarie ad alta tensione sono il gioco e la dispersione allo strato fisico. La distanza è il percorso più breve tra i punti di interesse e lo standard normalmente utilizzato è IPC-2221A. La dispersione è il percorso elettrico più breve sul PCB Se una di queste distanze è inferiore a quella trovata nel riferimento precedente, mentre si ipotizza, è necessario un composto con migliori proprietà isolanti. Il riferimento di cui sopra fornisce valori per pannelli conformi e non patinati per strati superficiali. Esistono diverse soluzioni a questo problema. Questa è una semplice risposta alla tua domanda specifica. L'alta tensione ha molti altri problemi da prendere in considerazione.