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关键词: 连接器, 质量

问：TE 的 Get 0.64 母端子的外观问题

有时您可能会发现TE的Get 0.64母端子 上的一些电镀表面上似乎变黑，看起来像被氧化了。

例如

作为参考，请看这张照片:

可是，查看端子的图纸后， 确实表明，银色版本表面变灰或暗色是可以接受。它的电气性能不受影响。

更多端子连接器相关技术内容, 请参考下面帖子

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关键词: 晶体管, 电路设计，二极管

问：二极管-桥式整流器

桥式整流器 是一种由四个二极管组成的桥式配置，可将交流输入转换为直流输出。桥式整流器从双线交流输入提供全波整流，与具有中心抽头次级绕组的变压器的3线输入的整流器相比，成本和重量更低。

电路图

在下图中，当连接到菱形的左角的输入为正，而连接到右角的输入是负时，电流从上电源端子沿着红色（正）路径向右流动到输出，并经由蓝色（负）路径返回到下电源端子。

当连接到左角的输入为负，而连接到右角的输入是正时，电流从下电源端子沿着红色（正）路径向右流动到输出，并经由蓝色（负）路径返回到上电源端子。

举例：

以下是电路模拟器小程序中显示模拟的一些不错的小程序：

• 全波整流器-全波整流器 
• 半波整流器-半波整流器 
• 全波整流器-带滤波器-全波整流器带滤波器 

快速提示

需要特别留意的是，二极管作为整流元件，要根据不同的整流方式和负载大小加以选择。如选择不当，则或者不能安全工作，甚至烧了管子；或者大材小用，造成浪费。

产品示例：

• 底座安装

• 表面贴装 

• 通孔封装

• 底座安装模块 – 螺丝端子

• 底座安装模块 – PC 引脚

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作者：Alan Yang

关键词: 货架寿命，氧化，湿度敏感等级，Jedec标准

氧化与货架寿命

我们来看一个具体的例子：

如下图，暴露在环境中使右边的两个喇叭嘴氧化变色。右边的两个喇叭嘴严重氧化，而左边的一个虽然使用过但仍保持良好状态。

对于有暴露在空气中的金属的电子元器件，空气中的某些物质可能对金属产生了腐蚀，一直作用于我们的电子元器件上面。特别是那些将焊接到印刷电路板（PCB）上的元器件表面。电子元器件的货架寿命主要由这些可焊表面的状况决定。这与制造直接相关。虽然您的元器件在电气和机械上可能稳定数十年，但氧化表面会降低制造良率，因为旧的氧化表面不容易接受焊锡。

• 如何处理氧化问题？

大多数焊锡和焊锡膏含有一种有机助焊剂，它可以去除氧化层。这增加了焊锡的“润湿”性，使组件和PCB之间形成可靠的电气和机械连接。助焊剂的去氧化能力有限。

因此，严重氧化或变色的元器件应避免使用。这种情况在电气方面可能是完美的，但在制造方面却很麻烦。

为了避免，这些不必要的麻烦，于是就有了货架寿命（Shelf Life）的概念。未焊接的元器件在制造商推荐的货架寿命期限过后不会立即失效。您可以进行可焊性测试以验证产品是否继续可用。

• 如何延长货架寿命？

通过适当的存储可以延长元器件可焊表面的完整性。一个典型的存储规范可能如下：

1. 50至90华氏度或10至32摄氏度
2. 25%至50%的相对湿度
3. 不直接暴露在阳光或其他紫外线下
4. 不暴露在空气中的腐蚀性元素（如臭氧或硫化物）下
5. 不暴露在放射性物质中

不同电子元器件产品，用的材料不同，会影响他的货架寿命。不同的储存条件，也会影响他的货架寿命。所以，我们必须参考制造商给出的储存规范，以确定电子元器件货架寿命信息，从而保证电子元器件的可靠性。

技术小贴士：从材料稳定性角度来看，电阻器并不简单。特别是当我们考虑高温和热循环相关的物理应力时。同时，电阻器必须在长期使用中保持其化学和电气完整性。

不同厂家的货架寿命

对于电子元器件，虽然有行业标准，但是并不代表所有产品一定是符合这个行业标准。有些生产厂家会申明他们的产品符合Jedec标准 J-STD-033B，比如ADI。有的厂家会给出自己的存储条件和要求，以及相应的货架寿命。解释权在生产厂家，建议参考生产厂家的申明来确定货架寿命。

ADI 货架寿命相关文档

Jedec标准：

对于某些电子元器件，在处理、包装、运输和使用时，对于潮湿/焊接敏感的电子元器件，给出了相应的行业标准。

其中针对防潮袋包装，Jedec给出了货架寿命的参考标准：防潮袋包装的SMD封装在非冷凝的大气环境中（<40°C/90% RH）存储时，其计算的货架寿命应自袋子密封日期起至少为12个月。

我们再举几个其他例子，来看看一些厂家对于货架寿命的说明。

• TE

TE根据不同的产品类型给出了对应的货架寿命：

当然，要确保达到TE给出货架寿命，对于存储条件是有要求的。

TE存储条件要求：当在原始未开封包装中适当存储，避开直射阳光并在不超过23°C的正常室温下存放时，除非另有说明。短期温度和湿度的波动（不超过35°C和75%相对湿度）不会影响产品性能。根据AS23053标准，存储温度应为18 – 35°C。

• Murata

Murata针对切割过的晶圆产品（Sawn Wafers）和未切割过的晶圆产品（Unsawn Wafers）给出了货架寿命的说明

对于切割过的晶圆产品（Sawn Wafers）宽带包装，当存储在18°C to 35°C & 35%<RH<60%环境下或者干燥氮气环境下，货架寿命可以达到5年。

Murata 货架寿命相关文档

• 3M

3M也是根据不同的产品类型给出了对应的货架寿命

当然，要确保达到3M给出货架寿命，对于存储条件是有要求的。

3M存储寿命从产品制造时开始计算。制造日期可以在每个瓶子/袋子的侧面找到。以下图表定义了3M商业解决方案部化学产品的贮存寿命。这些寿命取决于产品的存储温度应在40°F（5°C）以上和100°F（37°C）以下，或按照包装上的说明，并且应保存在封闭容器中，如喷雾瓶或翻盖瓶。

3M 货架寿命相关文档

湿度敏感等级MSL与货架寿命

正如前一部分所暗示的那样，湿度推动腐蚀。然而，许多零件是吸湿性的，会很容易吸收水分。这种内部湿气可能导致破坏性的爆米花缺陷（Popcorning ），这个名字源于元器件发出的爆裂声。

这里，困在元器件内部的水分在焊接过程中迅速转化为蒸汽。结果是破坏了元器件的机械完整性，导致电气功能丧失或受损。这种损坏可能是立即的，也可能是延迟的，因为受损元器件很快遭受环境的影响，从而劣化。

电子元器件也会吸收环境中的水分，如同爆米花一样。当这些元器件通过回流焊机时就可能出现问题，因为焊接过程中产生的强热会导致被吸收的水分出现快速释放和膨胀鼓包现象。

• MSL（湿度敏感等级）说明

湿度敏感等级（在电子行业中简称为“MSL”）定义了对于焊接制程，一个元器件可以暴露在不高于86华氏度(30摄氏度℃)，60-85%相对湿度的环境中的最长安全时间。该范围从MSL 1开始，称为“无限制”或不受影响，而每个增量级别则表示一个持续时间阈值。

大部分容易受湿气影响的元器件都是半导体类的，例如IC、传感器和LED。不过同时，一些意料之外的物料也会有湿度敏感特性，例如尼龙连接器。

KYOCERA AVX 尼龙连接器009276002021106。如有疑问，请参阅物料参数或厂商规格书。

为解决此问题，电子业界推出了JEDEC标准J-STD-033B，即，制定了有关处理、包装、运输和使用具有湿度敏感性物料的标准。受MSL影响的物料需采用防潮袋包装，并附有湿度卡 和适当的MSL标签。湿度卡用于表示物料的暴露情况，可充当视觉指导。干燥剂包有助于去除密封袋中的多余水分。

电子元器件应保持在保护包装中，直到准备使用时再打开。一旦拆开，应立即焊接，最好当天焊接。如果长时间未保护，湿度敏感元器件可能会变得无法焊接，甚至在一个长周末后。请根据计划安排您的生产周期。

• 通过烘烤恢复“受潮”元器件

湿度敏感元器件必须用密封的防水包装保护。如果物料吸收过多的水分并超出了其 MSL等级，需要怎样操作？

许多湿度敏感元器件可以通过烘烤过程恢复。这个过程使用热量驱除元器件中的水分。

湿度指示卡可通过明显的颜色变化（由蓝色变为粉色）来指示湿度过大情况。打开包装袋时，可借助这张卡片来检验袋内是否适度干燥。如果颜色发生变化，可能需要在焊接制程之前先行烘烤，以去除塑料封装中的任何水分。烘烤条件取决于封装厚度、MSL和烘烤温度。

电子元器件在烘箱中停留的时长取决于元器件本身的厚度、MSL和烘烤温度。将物料烘烤数天的情况也并不少见。

JEDEC J-STD-033B文件中提供了深入的烘烤指南和程序，请点击这网址查看。

• DigiKey网站上的MSL信息

在 DigiKey 网站的环境与出口分类栏下可以找到MSL信息。这些信息是由我们的供应商提供给 DigiKey 的。

举例：尼龙连接器009276002021106

我们可以在网站上看到009276002021106 的MSL等级为 3 (168小时)

技术小贴士：如果 MSL 物料的等级为 1 ，那是否意味着防水？

不。你可以借助MSL来识别元器件对实验室或仓库中的湿度的敏感度；而防水或IP级产品则适用于户外等更加暴露的环境。

烘烤过程是一种平衡行为。高温加速了腐蚀过程，如前一部分所述。这对需要长时间烘烤的大型零件尤其成问题。反复烘烤可能使元器件无法使用。

最后

制造是一个复杂的过程。电子元器件的货架寿命是您流程中的众多考虑因素之一。与农产品不同，电子元器件没有明确的到期日期。长寿命是一个重要的设计考虑因素。虽然生产厂家可能会规定一个具体的货架寿命，但我们可以期望该电子元器件在安装后，运行十年或更长时间。对于货架寿命问题要保持警觉，并务必参考设备数据手册。通过在受控环境中存储所有元器件来保护您的投资。避免将打开的卷轴存放在潮湿仓库的地板上。

更多有关电子元器件的货架寿命技术文章，请点击以下链接，也欢迎大家在文未留言讨论。

• 电池货架时间（Shelf Life）
• MSL（湿度敏感等级）说明 
• 关于保质期的实用信息 
• 为什么电子元件有货架寿命（Shelf Life）？
• 湿度卡和一般烘烤准则
• 如何找到 MSL 信息

小编的话：

了解电子元器件的货架寿命对于确保产品质量、优化供应链管理、提高产品可靠性、降低成本、建立客户信任和遵循法规标准等方面都具有重要作用。正如文章所提醒的，我们要对货架寿命问题保持警觉，参考数据手册，通过适当的存储条件来保护投资。您对于电子元器件的货架寿命有哪些经验？在实际操作中遇到过哪些问题？欢迎留言，分享交流！

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关键词：运算放大器，电源电压范围，轨到轨输出

STMicroelectronics 的 TSB952 是一款高速双路运算放大器，具有扩展的电源电压工作范围和轨到轨输出。

由于它具有 52 MHz 增益带宽积，因此具有出色的速度/电流消耗比，在 36 V 电源电压下每通道消耗不到 3.3 mA。

TSB952 具有 -40°C 至 +125°C 的宽工业温度范围。由于封装尺寸较小，TSB952 可用于电路板空间有限的应用，从而降低 PCB 的总体成本。

产品特性

• 低失调电压：+25°C 时最大 3 mV
• 低电流消耗：36 V 时最大操作电流 3.3 mA
• 宽电源电压：4.5 V 至 36 V
• 增益带宽积：36 V 时典型值为 52 MHz
• 单位增益稳定
• 轨到轨输出
• 输出电流：36 V 时典型值为 40 mA
• 共模输入电压包括地电位
• 高 ESD 容限：4 kV HBM
• 增强型 EMI
• 扩展温度范围：-40°C 至 +125°C
• 微封装：SO8、DFN8 3×3 可润湿侧翼

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作者：Jeff Shepard

关键词：3D霍尔效应传感器，位置传感器，工业 4.0

3D感测系统的设计挑战与解决方案

使用霍尔效应传感器设计有效、安全的 3D 感测系统可能是一个复杂、耗时的过程。霍尔效应传感器需要与一个功能强大的微控制器 (MCU) 连接，作为角度计算引擎并执行测量平均化，以及增益和失调补偿，以确定磁铁的方向和 3D 位置。MCU 还需要执行各种诊断功能，包括监测磁场、系统温度、通信、连续性、内部信号路径和电源。

除了硬件设计外，软件开发也可能是一个复杂而耗时的过程，从而再一次拖延产品上市时间。

为了克服这些挑战，设计者可以使用具有内部计算引擎的集成霍尔效应 3D 位置传感器 IC。这种 IC 能够简化软件设计，并将系统处理器的负载减少近 25%，从而使用通用型低成本 MCU。这种 IC 还可以为精确的实时控制提供快速采样率、低延迟。在电池供电型设备中，3D 霍尔效应位置传感器可以在 5 Hz 或更低的占空比下运行，以最大限度地降低功耗。此外，集成的功能和诊断方法最大限度地提高了设计灵活性、系统安全性和可靠性。

什么是 3D 霍尔效应传感器？

3D 霍尔效应传感器可以收集完整的磁场信息，从而在 3D 环境中通过测量距离和角度来确定具体位置。这种传感器最常见的放置位置有两个：磁极化轴和磁极化共面（图 1）。当放置于极化轴上时，磁场向传感器提供可用于位置测定的单向输入。共面放置则会产生一个与磁铁表面平行但不考虑与传感器距离的磁场矢量，此时也能确定位置和角度。

诸如机器人之类的工业 4.0 系统，需要通过多轴运动检测来测量机器人手臂的角度，或在移动机器人的每个滚轮上进行多轴检测，以支持整个在设施内的导航和精确运动。集成 3D 霍尔效应传感器非常适用于这些任务，因为它们不容易受潮湿或灰尘的影响。使用共面测量法，可对旋转轴磁场进行高度精确的测量（图 2）。

诸如电表和煤气表、自动取款机 (ATM)、企业服务器和收银机的安全外壳可以通过轴上磁场测量进行入侵检测（图 3）。当外壳被打开时，3D 霍尔效应传感器会检测到的磁通密度 (B) 下降，并且当磁通密度下降至低于霍尔开关的磁通释放点 (BRP) 点时，霍尔效应传感器发出警报。为了在关闭外壳时防止误报警，必须保持磁通密度必须足够大（相对于 BRP 来说）。由于磁铁的磁通密度往往会随着温度的升高而降低，因此使用具有温度补偿功能的 3D 霍尔效应传感器可以提高工业或户外环境中设备外壳的系统可靠性。

所有三个运动轴都有益于家用电器、测试和测量设备以及个人电子产品中的人机界面和控制。一个传感器可以监视 X 和 Y 平面内的运动，以识别转盘的旋转，并且可以通过监视 X 和 Y 磁轴的大幅移动来识别转盘何时被推动。监视 Z 轴可实现系统能够识别是否错位，并在转盘因为磨损或损坏可能需要预防性维护时发出警报。

手持式相机稳定器和无人机中的万向电机系统都得益于使用 3D 霍尔效应传感器，这种传感器具有多个磁场灵敏度范围和其他可编程参数，可向 MCU 提供角度测量值（图 4）。MCU 会根据需要不断调节电机位置以稳定平台。一个能准确无误地测量在轴和偏轴位置角度的传感器可提高机械设计的灵活性。

平面外测量往往会造成不同的磁场强度（增益）和不相同轴的偏移，这会造成角度计算误差。使用具有增益和偏移校正功能的 3D 霍尔传感器时，可灵活地相对于磁铁于放置传感器，以确保角度计算最精确。

柔性 3D 霍尔效应传感器

Texas instruments 为设计者提供了一系列三轴线性霍尔效应传感器，包括 TMAG5170 系列高精度 3D 线性霍尔效应传感器和 TMAG5273 系列低功率线性 3D 霍尔效应传感器，两者均具有循环冗余校验功能 (CRC)，但 前者采用 10 MHz 串行外设接口 (SPI)，后者采用 I²C 接口。

TMAG5170 器件针对快速、准确的位置检测进行了优化，具体包括：线性测量总误差为 ±2.6%（25°C 时最大）、灵敏度温度漂移为 ±2.8%（最大）和单轴转换率为 20 Ksps（每秒 2 万个样本）。TMAG7273 器件地方特点是低功耗，具体为：2.3 mA 活动模式电流、1 μA 唤醒和睡眠模式电流和 5 nA 睡眠模式电流。这些 IC 包括四个主要功能块（图 5）。

• 电源管理和振荡器功能块包括欠压和过压检测、偏置和振荡器。
• 霍尔传感器、相关偏置以及多路复用器、噪声滤波器、温度检测、积分电路和模数转换器 (ADC) 组成了检测、温度测量功能块。
• 通信控制电路、静电放电 (ESD) 保护、输入/输出 (I/O) 功能和 CRC 均包含在接口功能块中。
• 数字内核包括诊断电路和集成角度计算引擎，前者用于强制性和由用户启用的诊断检查功能以及其他内部管理功能，后者用于为在轴和偏轴角度测量提供 360° 角位置信息。

TMAG5170 器件采用 8 针 VSSOP 封装，尺寸为 3.00 x 3.00 mm 且指定环境温度范围为 -40°C 至 +150°C。TMAG5170A1 的灵敏度范围为 ±25 毫特斯拉 (mT)、±50 mT 和 ±100 mT，而 TMAG5170A2 则为 ±75 mT、±150 mT 和 ±300 mT 。

TMAG5273 低功耗系列采用 6 针 DBV 封装，尺寸为 2.90 x 1.60 mm 且指定环境温度范围为 -40℃ 至 +125℃。该系列分为两种不同的型号；TMAG5273A1 的灵敏度范围为 ±40 mT 和 ±80 mT，而 TMAG5273A2 的灵敏度则为 ±133 mT 和 ±266 mT。

两个可由用户选择的磁轴用于角度计算。通过磁增益和偏移校正，可最大限度地降低系统机械误差源的影响。板载温度补偿功能可用于独立补偿磁铁或传感器的温度变化。这些 3D 霍尔效应传感器可以通过通信接口进行配置，以实现由用户控制的磁轴和温度测量组合。TMAG5170 的 ALERT 引脚或 TMAG5273 的 INT 引脚可以被 MCU 用来触发新的传感器转换。

评估板有助于启动工作

Texas Instruments 还提供两块评估板用于基本功能评估，一块用于 TMAG5170 系列，另一块用于 TMAG5273 系列（图 6）。TMAG5170EVM 包括了安装在同一块快拆板上的 TMAG5170A1 和 TMAG5170A2 型号器件。TMAG5273EVM 的 TMAG5273A1 和 TMAG5273A2 型号器件安装在同一块快拆电路板上。这两种评估板均包括一块带有图形用户界面 (GUI) 传感器控制板，从而便于查看、保存测量结果并对寄存器进行读写操作。通过 3D 打印制成的旋转和推动模块用来测试常见的角度测量功能。

使用 3D 霍尔传感器

在使用 3D 霍尔效应位置传感器时，设计者需要注意一些具体实施方面的问题。

• TMAG5170 的结果寄存器的 SPI 读数或者 TMAG5273 的 I²C 读数需要与转换更新时间同步，以确保读取正确的数据。TMAG5170 的 ALERT 信号或 TMAG5273 的 INT 信号可用于在转换完成且数据准备就绪时通知控制器。
• 低电感去耦电容器必须放置在传感器引脚附近。建议使用电容值至少为 0.01 μF 的陶瓷电容器。
• 这些霍尔效应传感器可以嵌入采用非铁材料（如塑料或铝）制成的外壳内，而检测用磁铁位于外壳外面。传感器和磁铁也可以放置与 PC 板相对的一侧。

结语

随着 3D 运动和控制的发展，设计者既需要实时获得准确的测量结果，又能通过简化设计在将成本降至最低的同时尽节能降低功耗。如图所示，TMAG5170 和 TMAG5273 集成 3D 霍尔效应传感器解决了这些问题，为实时精确控制提供了快速采样率和低延迟灵活性，或为电池供电型设备提供了慢速采样率，从而最大限度地降低功耗。通过集成增益和失调校正算法并结合磁铁和传感器的独立温度校正功能来确保高精确度。

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关键词: 限定反射，光学传感器，线缆长度

问：限定反射型光学传感器B5W-LB的线缆可以延长多少？

Omron限定反射型光学传感器 B5W-LB 不易受颜色和材质影响的限定反射型镜面、黑色、透明物体也都会检测出来

限定反射型光学传感器B5W-LB的线缆可以延长多少？

• 建议你将线缆长度控制在2米以内。如需更长的线缆，请根据产品规格书中描述的说明使用电容。

说明：

在延长线缆时，应考虑因电线材料的电阻分量导致的电压降效应，以及其他设备的布线和线缆产生的噪声影响。

如果线缆长度大于或等于2米，则须在传感器周围2米范围内配置一个10μF或更高的电容（如铝电解电容）。在这种情况下，必须将总长度控制在5米左右。同时，要充分评估线缆末端和传感器之间的电压差以及噪声水平。

快速提示

如果长度超过5米，请使用PLC捕获传感器输出，并使用PLC的通信功能进行传输。

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关键词: 三态逻辑，TRIS，三态缓冲器

问：三态逻辑输入/输出

在数字电子技术中，三态逻辑（TRIS）允许输入或输出假设为1、0或 高阻抗状态 （开路）。

三态输入 可以检测引脚是否为逻辑1、0或未连接（开路）。

三态输出 允许多个电路共享相同的输出线。如果有多个设备与另一个设备电连接，则通常会将输出置于Hi-Z态以防止短路，例如当一个设备输出高电平（逻辑1）而另一个设备输出低电平（逻辑0）时。

当输出为三态（处于Hi-Z状态）时，它们对电路其余部分的影响将被消除，如果没有其他电路元件能够决定其状态，则电路节点将为“浮动”状态。电路设计人员通常会使用 上拉 或 下拉电阻 （通常在1-100kΩ范围内）来影响当输出为三态时的电路。

*三态逻辑还可以减少驱动一组LED所需的电线数量（三态多路复用或查理复用）。

共四种不同类型的三态缓冲器，一组是通过“高电平有效”控制信号启用或禁用输出，从而产生逆向或非逆向输出，另一组是通过“低电平有效”控制信号来控制缓冲器输出，从而产生逆向或非逆向输出，如下所示。

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关键词：运算放大器，电源电压范围，轨到轨输出

本期 Digi-Key Daily 向大家推介一款产品——ST的TSB952 高速双路运算放大器

STMicroelectronics 的 TSB952 是一款高速双路运算放大器，具有扩展的电源电压工作范围和轨到轨输出。

由于它具有 52 MHz 增益带宽积，因此具有出色的速度/电流消耗比，在 36 V 电源电压下每通道消耗不到 3.3 mA。

TSB952 具有 -40°C 至 +125°C 的宽工业温度范围。由于封装尺寸较小，TSB952 可用于电路板空间有限的应用，从而降低 PCB 的总体成本。

产品特性

• 低失调电压：+25°C 时最大 3 mV
• 低电流消耗：36 V 时最大操作电流 3.3 mA
• 宽电源电压：4.5 V 至 36 V
• 增益带宽积：36 V 时典型值为 52 MHz
• 单位增益稳定
• 轨到轨输出
• 输出电流：36 V 时典型值为 40 mA
• 共模输入电压包括地电位
• 高 ESD 容限：4 kV HBM
• 增强型 EMI
• 扩展温度范围：-40°C 至 +125°C
• 微封装：SO8、DFN8 3×3 可润湿侧翼

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作者：Jeff Shepard

关键词：碳化硅SiC，IPM，PIM，SiC 肖特基二极管，SiC MOSFET

SiC 与 Si

SiC 是一种宽带隙 (WBG) 材料，其带隙为 3.26 电子伏特 (eV)，而 Si 的带隙为 1.12 eV。与 Si 相比，SiC 提供了 10 倍的击穿场能力，超过 3 倍的导热率，并且可以在更高的温度下工作。这些规格使得 SiC 很适合用于能源基础设施应用（表 1） 。

更高的击穿电场使得更薄的 SiC 器件具有与更厚的 Si 器件相同的额定电压，而且相应地的是，更薄的 SiC 器件就具有了更低的导通电阻和更高的电流能力。SiC 的迁移率参数与 Si 处于同一数量级，支持紧凑的外形尺寸，这两种材料都可用于高频功率转换。其更高的导热率意味着 SiC 器件在更高的电流水平下温升会更低。SiC 器件的工作温度受限于封装因素，如引线键合，而不是 SiC 材料特性。因此，选择最优封装样式才是设计人员使用 SiC 时重要考虑因素。

SiC 的材料特性使之成为许多高压、高速、大电流和高密度电源转换设计的绝佳选择。在许多情况下，问题不在于是否使用 SiC，而在于什么 SiC 封装技术能提供最佳的性能和成本取舍。

设计人员在使用 SiC 电源技术时有三种基本的封装选择：分立器件、智能电源模块 (IPM) 或电源集成模块 (PIM) ，每一种都有一套独特的成本和性能取舍（表 2）。例如：

• 当成本是一个主要考虑因素时，如消费应用，通常倾向于使用分立器件。此外它们还支持双源，并有很长的使用寿命。
• IPM 解决方案减少了设计时间，具有最高的可靠性，是最紧凑的中功率水平解决方案。
• 与 IPM 相比，PIM 可以支持更高的功率设计，具有更好的功率密度、合理的快速上市速度、广泛的设计选择，以及更多的实现双源的机会。

混合 Si/SiC IPM

虽然有可能开发只使用 SiC 器件的解决方案，但有时使用 Si/SiC 混合设计更具有成本效益。例如，onsemi 的 NFL25065L4BT 混合 IPM 在输出端将第四代 Si IGBT 与 SiC 升压二极管组合在一起，形成一个交错式功率因数校正 (PFC) 输入级，适合用于消费、工业和医疗应用（图 1） 。这种紧凑的 IPM 包括了一个经过优化的 IGBT 栅极驱动，以尽可能减少 EMI 和损失。集成的保护功能包括欠压锁定、过流关断、热监控和故障报告。NFL25065L4BT 的其他特性包括：

• 600 伏/50 安培 (A) 两相交错式 PFC
• 针对 20 千赫 (kHz) 开关频率进行了优化
• 使用氧化铝直接键合铜 (DBC) 基底实现低热阻
• 集成用于温度监测的负温度系数 (NTC) 热敏电阻
• 隔离额定值达 2500 伏均方根 (rms)/1 分钟
• UL 认证

SiC PIM

对于太阳能逆变器、电动汽车充电站和类似应用，如果能够使用基于 SiC 的 PIM，通过减少封装和缩小总体积来最大限度地提高功率传输，那么设计人员就可以转而使用 NXH006P120MNF2PTG。该器件包括一个 6 毫欧 (mΩ)、1200 伏的 SiC MOSFET 半桥和一个集成 NTC 热敏电阻，采用 F2 封装（图 2）。封装选项包括：

• 有或没有预涂热界面材料 (TIM)
• 可焊接引脚或压配引脚

这些 PIM 最大工作结温为 175 摄氏度 (°C)，需要外部控制装置和栅极驱动器。可选的压配技术，也称为冷焊接，在引脚和印刷电路板上的电镀通孔之间提供可靠的连接。压配提供了简化的组装方式，无需焊接，可实现气密性、低电阻、金属对金属连接。

SiC 肖特基二极管

SiC 肖特基二极管可与 IPM 结合使用，或用于 100% 的分立设计，与 Si 二极管相比，它们具有更好的开关性能和更高的可靠性。像 1700 伏/25 A NDSH25170A 这样的 SiC 肖特基二极管，没有反向恢复电流，具有出色的热性能，以及与温度无关的开关特性。这些可转化为更高的效率、更快的开关频率、更高的功率密度、更低的电磁干扰和更轻松的并联，而所有这些都有助于减少解决方案的尺寸和成本（图 3）。NDSH25170A 的特性包括：

• 175°C 最大结温
• 506 毫焦耳 (mJ) 雪崩额定值
• 最高 220 A 的非重复性浪涌电流，最高 66 A 的重复性浪涌电流
• 正温度系数
• 无反向恢复，也无正向恢复
• AEC-Q101 认证资质/PPAP 能力

分立式 SiC MOSFET

设计人员可以将分立式 SiC 肖特基与 onsemi 的 1200 V SiC MOSFET 结合在一起，与 Si 器件相比，SiC MOSFET 还具有优异的开关性能、更低的导通电阻和更高的可靠性。SiC MOSFET 的紧凑芯片尺寸获得了低电容和栅极电荷。较低的电容和栅极电荷加上低导通电阻，有助于提高系统效率，实现更快的开关频率，提高功率密度，降低电磁干扰 (EMI)，并允许更小的解决方案外形尺寸。例如，NTBG040N120SC1 的额定电压为 1200 伏，电流为 60 安，采用 D2PAK−7L 表面贴装封装（图 4）。特性包括：

• 106 纳库仑 (nC) 典型栅极电荷
• 139 皮法拉 (pF) 典型输出电容
• 100% 雪崩测试
• 175°C 工作结温
• AEC-Q101 鉴定

SiC MOSFET 栅极驱动器

用于 SiC MOSFET 的栅极驱动器，如 onsemi NCx51705 系列，提供的驱动电压比用于 Si MOSFET 的驱动器高。全导通 SiC MOSFET 需要 18 至 20 伏的栅极电压，而导通 Si MOSFET 则需要不到 10 伏的电压。此外，SiC MOSFET 在关断时需要 -3 至 -5 伏的栅极驱动。设计人员可以使用针对 SiC MOSFET 优化的 NCP51705MNTXG 低压侧、单 6 A 高速驱动器（图 5）。NCP51705MNTXG 提供了最大的额定驱动电压，以实现低传导损耗，并且在导通和关断期间提供高峰值电流，以尽量减少开关损耗。

设计人员可以使用集成充电泵来产生用户可选择的负电压轨，以提供更高的 可靠性、提升的 dv/dt 抗扰度以及更快的关断速度。在隔离设计中，可以用一个从外部获得的 5 伏电压轨为数字或高速光隔离器的二次侧供电。NCP51705MNTXG 的保护功能包括基于驱动电路结温的热关断，以及偏置电源欠压锁定监控。

评估板和 SiC 栅极驱动注意事项

为了加快评估和设计过程，设计人员可以使用 NCP51705SMDGEVB 评估板 (EVB) 来评估 NCP51705（图 6）。该评估板包括一个 NCP51705 驱动器和所有必要的驱动电路，包括一个板载数字隔离器以及能够焊接任何采用 TO−247 封装的 SiC 或 Si MOSFET。该评估板旨在用于任何低压侧或高压侧的电源开关应用。在图腾柱驱动器中可以配置两个或多个这样的评估板。

在使用带有 SiC MOSFET 的 NCP51705 栅极驱动器时，尽量减少印刷电路板的寄生电感和电容是很重要的（图 7）。印刷电路板布局注意事项：

• NCP51705 应尽可能靠近 SiC MOSFET，要特别注意的是 VDD、SVDD、V5V、充电泵和 VEE 电容与 MOSFET 之间的短印制线。
• VEE 和 PGND 之间的印制线应尽可能短。
• 高 dV/dt 印制线与驱动器输入和 DESAT 之间需要有隔离，以避免因噪声耦合而导致的异常操作。
• 对于高温设计，应在裸焊盘和外层之间使用热过孔，以尽量减少热阻。
• OUTSRC、OUTSNK 和 VEE 需要使用宽印制线。

结语

SiC 在帮助设计人员满足数量和种类日益增长的能源基础设施应用的需求方面发挥着重要作用。设计人员现在可以使用 SiC 器件设计更有效的高压、高速、大电流电源转换设计，从而获得更小的解决方案尺寸和更高的功率密度。但是为了让 SiC 设计获得最大收益，选择最佳的封装方式是很重要的。

如上所述，在分立器件、IPM 和 PIM 之间进行选择时，需要考虑一系列的性能、上市速度和成本权衡。此外，在使用分立器件或 PIM 时，为了实现可靠和高效的系统性能，SiC 栅极驱动器的选择和最佳的印刷电路板布局也至关重要。

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关键词: 晶体管, 规格

问：Melexis 飞行时间（ToF） 产品

想为 Melexis 的飞行时间（ToF） 产品 MLX75027 购买一块评估板。有一些关于零件识别的问题，这些问题与数据手册中描述的不完整，或可看看以下资料, 有没有你需要的?.

评估板有以下编号:

1: EVK75027-110-940-2

2: EVK75027-70-940-2-SLM

3: EVK75027-110-940-2-SLM

4: EVK75027-140-940-2-SLM

1. 厂家型号中的产品标识 70、110、140 是什么意思?它们有何不同?

答：70、110、140 这里指的是水平的视场角（ field of view ）。以下是型号规则。例: EVK ( melexis 型号)-水平视视场角-波长-版本-可选项

2. 为什么第一、二、四产品的价格不一样?

答：不同的版本可能需要不同的硬件，因此价格也不同。

3. 据说每款产品都附带了一个红外滤光片?这个是评估套件自带的吗?有没有可能拿到拆板后的套件?

答：所有 EVK 产品都在传感器镜头中安装了 IRBP。客户可以机械拆卸，但 Melexis 不对任何类型的损坏负责。一种安全的方法是与镜头供应商 Naotech 联系，要求提供没有集成 IRBP 的镜头的版本。对于 110度视场角，请申请 QVGA 分辨率的 NL1774 和 VGA 分辨率的 NL3605，没有 IRBP 38nm 滤波器。

4. SLM 在制造商产品编号中是什么意思?

答：SLM 是识别特定板设计的可选选项。

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