мощные сверхвысокочастотные smd транзисторы

Полупроводниковое производство быстро оттеснило вакуумные транзисторы на задний план, сделав их уделом музыкальных гурманов и профессиональных музыкантов. Современные технологии позволили «упаковать» мощные сверхвысокочастотные транзисторы в компактный корпус SMD. Частотный диапазон при этом может колебаться от 300МГц до 100ГГц. Именно он характерен для радио, мобильных телефонов, роутеров и подобного передающего оборудования. Предлагаем разобраться, в чем особенности таких SMD систем.

Что это такое?

Технология поверхностного монтажа SMT подразумевает, что для пайки радиодетали больше не нужны сквозные отверстия в плате. Такой подход позволил сэкономить место, давая возможность существенно уменьшить корпус электроприборов. Способствовало минимизации и развитие технологий. Для примера можно рассмотреть биполярный транзистор S8050 SMD – в корпусе стандарта SOT-23 он занимает значительно меньше пространства, чем в более раннем варианте исполнения ТО-92 с длинными гибкими выводами. 

Вместе с экономией места ускоряется процесс машинного монтажа. Исключая расходы на сверление печатной платы, SMT монтаж снизил общие затраты на производство схем. Как следствие, снизилась себестоимость техники, где участвуют подобные радиодетали. А это практически любые приборы, где есть электроника. 

Преимущества поверхностного монтажа

Способ такой пайки позволил существенно уменьшить проектный размер печатных плат, а также дал возможность уместить на меньшем пространстве большее количество элементов. Следствием стало производство ультратонких, легких, компактных устройств. Дело в том, что в SMD корпус помещают не только транзисторы, C5C SMD, например, – диод. В небольшом корпусе могут быть и резисторы, и конденсаторы, и даже стабилитроны. 

Также поверхностный монтаж ускорил общий производственный процесс и расширил возможности всей области:

• высокая компактность плат, собранных таким методом, повышает скорость работы всей схемы;
• расширились возможности компоновки, поскольку детали можно размещать с обеих сторон платы, повысилось количество возможных соединений для каждого компонента схемы;
• благодаря компактности и пониженной индуктивности выводов достичь ЭМС (электромагнитной совместимости) стало значительно проще.

Уменьшение размера благотворно сказалось на работе с высокими частотами. Причина в том, что снижение сопротивления и показателя индуктивности уменьшило и проявление посторонних эффектов (электрического шума) при работе с сигналом. 

Недостатки SMT технологии

Несмотря на общее повышение эффективности и практичности деталей для поверхностного монтажа, есть у них и свои негативные стороны. Например, когда компоненты в схеме на маленьком корпусе типа SOT-23 (стабилитрон это V15 SMD, транзистор или диод), подвергаются механическим нагрузкам, их надежность существенно ниже, чем у сквозных элементов. Особенно это ощутимо в отношении разъемов. При постоянном подключении и разъединении велика вероятность того, что деталь отпадет, оставшись висеть на подключаемом к ней штекере. 

Еще одну опасность представляет перегрев. В процессе эксплуатации техника часто нагревается до высокого температурного уровня. Это вполне может негативно сказаться на пайке радиодеталей типа SMD. У многих транзисторов такого типа граничная температура работы не превышает 150 градусов по Цельсию. При превышении данного уровня деталь может не только потерять свои характеристики, но и полностью выйти из строя. 

В случае поломки, потребуется ремонт с заменой вышедшей из строя детали. Данная система пока не позволяет использовать быстросъемные элементы для комфортной и быстрой замены. В некоторых деталях такая опция есть, однако более распространенные модели, вроде транзистора BQ SMD, необходимо полноценно перепаивать. 

А чтобы это сделать, придется приобретать более сложное оборудование, чем для сквозной пайки. 

В каких ситуациях лучше использовать SMT?

Исходя из списка слабых сторон поверхностного монтажа, можно сделать вывод, что не в каждой ситуации такая технология станет оптимальным решением. Иногда лучше остановиться на более старом, но основательном методе сквозного отверстия. Он обеспечивает более надежную фиксацию и устойчивость к внешним воздействиям. 

Но консервативные методы не подойдут, если:

• необходимо достичь большой плотности расположения компонентов схемы для ускорения ее работы;
• нужно максимально сократить габариты корпуса устройства;
• при высокой мощности и функциональности конечный продукт должен обладать минимальным весом;
• требуется высокая скорость срабатывания или работа с высокими частотами;
• необходимо организовать массовое производство с большими партиями и автоматизированной линией сборки;
• крайне нежелательны посторонние шумы при работе.

Как видно, практически во всей современной технике придется отдавать предпочтение поверхностному способу монтажа. Он позволит вписываться в современные тенденции к минимализации и экономичности. Кроме того, большинство новых деталей изготавливается еще и в экологичном ключе, без отравляющих материалов вроде свинца. 

Особенности наименований

В силу маленького корпуса SMD элементов, для их различия производители применяют специальную маркировку. Проблема в том, что часто на поверхности детали не умещается больше 2-3 символов. 

Так, транзистор N08 SMD, это биполярная модель DDTC143ECA и ее вариации. Поэтому при определении того, какая деталь нужна в том или ином случае, рекомендуется пользоваться каталогом. Также иногда применяется цветовая маркировка, для определения которой есть даже отдельные мобильные приложения, позволяющие быстро определить тип и индекс радиодетали в каталогах разных производителей.