
贴片稳压二极管参数如何影响封装选型
2025-07-18 10:49:17
晨欣小编
一、贴片稳压二极管的基本参数介绍
贴片稳压二极管常见参数包括:
参数名称
说明
对封装影响
额定功率(P<sub>max</sub>) | 最大连续功耗(如500mW、1W) | 功率越大,需更大封装散热 |
稳压值(V<sub>Z</sub>) | 齐纳击穿时的稳压电压(如3.3V、5.1V、12V) | 电压影响工作电流,从而间接影响封装 |
稳压电流(I<sub>Z</sub>) | 稳压状态下所需电流 | 电流大 → 热耗大 → 封装需考虑热阻 |
击穿电流(I<sub>ZM</sub>) | 最大齐纳电流,不能长期工作在此值 | 影响散热能力 |
热阻(R<sub>θJA</sub>) | 结点到环境的热阻,单位°C/W | 封装越大,热阻越小 |
结温上限(T<sub>jmax</sub>) | PN结允许的最高温度,一般为150℃ | 封装决定结温上升速度 |
结论:电气参数与热量管理密切相关,而热量管理能力主要由封装尺寸、材料、焊盘设计等决定。
二、贴片稳压二极管封装类型一览
下表列出了常见贴片稳压二极管封装形式及其热学、电流承受能力简要说明:
封装类型
封装尺寸
功率范围
特点
应用示例
SOD-323 | 2.5 × 1.3 mm | 200~300 mW | 超小型、适合低功耗应用 | 手机ESD保护 |
SOD-123 | 2.7 × 1.6 mm | 400~500 mW | 小巧、良好贴装性 | 通信模块 |
SOD-80 / MELF | φ2.0×4.6 mm | 可达1W | 圆柱形封装,焊接稳定 | 工控稳压 |
DO-214AA (SMA) | 4.5 × 2.5 mm | 1.0~1.5W | 常用于中等功率电路 | 电源保护 |
DO-214AB (SMC) | 7.0 × 6.2 mm | 1.5~5.0W | 面积大、散热强 | 汽车电子、防浪涌 |
DO-214AC (SMB) | 4.6 × 3.7 mm | 0.5~1.5W | 中等尺寸 | 通用保护二极管 |
DFN / SOT-23 | < 3 × 3 mm | 250~500 mW | 多功能,适合密集布板 | IoT设备、智能手表 |
可见,封装尺寸越大,单位时间内可承受功率越高,热阻越小,可选用在更苛刻的电流和温度环境中。
三、电气参数如何影响封装选型?
1. 额定功率(P<sub>max</sub>)是封装选型的首要依据
热功耗 P = V<sub>Z</sub> × I<sub>Z</sub>
示例:
若设计中稳压电压为 5.1V,稳压电流为 80mA,则
P = 5.1V × 0.08A = 0.408W
推荐封装:SOD-123 或以上(如SMA)如果电流达到 200mA,则
P = 5.1 × 0.2 = 1.02W
推荐封装:SMA、SMB,甚至SMC
封装不当的后果:
结温迅速上升超过最大允许值,导致器件老化或失效;
焊盘因高温失效,PCB寿命缩短。
2. 热阻决定温升,需反向推算安全封装
热升温计算公式:
ΔT = P × R<sub>θJA</sub>
举例:
SMA封装热阻约为 75°C/W,0.8W功耗下
ΔT = 0.8 × 75 = 60°C
如果环境为 25°C,则结温为 85°C,远低于150°C极限,安全。若换成SOD-123(热阻约为 250°C/W)
ΔT = 0.8 × 250 = 200°C
则器件将超过极限温度 → 不可用!
3. 击穿电压与电流影响瞬态功率,需选择耐冲击封装
在瞬态抑制(如ESD保护)中,瞬间电流大,需封装具有更好散热和浪涌承受能力。
通常选用 SMB、SMC、DO-218等封装的TVS或稳压二极管。
四、封装选型在不同场景中的应用实例
场景1:IoT智能传感器板
稳压值:3.3V,电流10mA
功率:< 50mW
推荐封装:SOD-323 或 DFN小型封装
优势:节省布板空间、价格低
场景2:工业控制板24V转12V电源保护
稳压值:13V,最大电流100mA
功耗:1.3W
推荐封装:SMA 或 SMB
补充建议:增加铜箔面积辅助散热
场景3:汽车CAN接口过压保护
稳压值:24V,峰值电流5A(瞬态)
功率瞬时很高
推荐封装:SMC、DO-218AB
特点:浪涌承受能力强、热容量大
五、封装选型还需考虑的其他因素
考虑因素
影响说明
PCB空间限制 | 小尺寸设备需选择SOD-323、DFN等 |
生产焊接能力 | BGA、DFN需更高精度SMT设备 |
自动化产线匹配性 | 标准封装(如SMA/SMB)供货充足 |
批量成本控制 | SOD类价格低、适合消费电子 |
工作环境温度范围 | 工业、汽车领域需更低热阻封装 |
六、未来趋势:小型化与高功率兼容发展
随着5G、IoT、汽车电子等产业的发展,对稳压二极管的需求日益复杂,封装技术也在不断演进:
CSP封装:进一步压缩尺寸,适合极限空间场合
低热阻DFN封装:中等功耗且高密度布板应用的理想选择
集成式封装(如阵列TVS阵列):实现多路信号一体化保护
陶瓷封装与金属散热底座技术:提高抗浪涌能力与热冲击能力
七、结语
贴片稳压二极管的封装选型并非单纯追求小型化,而应根据其电气参数、功率要求与热设计指标进行科学匹配。过小的封装无法有效散热,可能导致器件过热失效;而过大的封装则浪费空间与成本。
在元器件选型过程中,推荐按照以下步骤执行:
明确稳压值与工作电流 → 计算功耗
查找目标封装的热阻 → 判断是否超温
结合PCB布板空间、应用场景做综合选择
正确的封装选型是确保系统可靠性、稳定性和经济性的基础。