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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:

  1. 明确稳压值与工作电流 → 计算功耗

  2. 查找目标封装的热阻 → 判断是否超温

  3. 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。


 

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