Warum haben einige Dioden ein Glasgehäuse?

Einfach ausgedrückt, warum haben einige Dioden wie die meisten Zener- und Schottky-Dioden ein Glasgehäuse im Gegensatz zum traditionelleren Kunststoffgehäuse?

Ist es die einfache Herstellung, die thermischen Eigenschaften oder ein anderes elektrisches Phänomen?

So kann man den Stromfluss beobachten.
Wenn durch Ihre Diode genügend Strom fließt, um den Strom sehen zu können, ist die Verpackung wahrscheinlich irrelevant.

Antworten (2)

Frühe Halbleiterdioden waren meist in Glas verpackt, was den Vorteil bot, dass sie hermetisch waren und nicht von einer Passivierung des Chips abhingen, um Hitze und Feuchtigkeit zu überstehen. Das Glaspaket ermöglicht zudem eine sehr hohe Betriebstemperatur. Frühe Geräte wie das 1N34A (Germanium) und das 1N914 sowie die 1N7xx Zener-Serie wurden sehr beliebt und preiswert.

Kunststoffverpackte Geräte wurden entwickelt, um Kosten zu senken, wo hohe Leistung nicht so wichtig war.

Beispielsweise hat das Glas 1N4148 eine maximale Sperrschichttemperatur von 200 °C im Vergleich zu nur 150 °C für das kunststoffverpackte 1N4001.

Es wurden auch in Keramik verpackte Dioden hergestellt.

Ein Gedanke, auf den man bei glasverpackten Dioden achten sollte, ist ihre Lichtempfindlichkeit.
@GeorgeHerold Ist es beispielsweise mit einem 1N4148 messbar? Ich habe das gehört, wurde aber (noch) nie gebissen. Ich denke, jetzt, wo ich BAVxx die ganze Zeit benutze, ist es unwahrscheinlich, dass das passiert.
Ich hatte noch nie Probleme mit 1n4148. (Ich habe gerade eine unter eine Glühlampe mit DMM-Messstrom gesteckt, ich habe ~ 30 nA genau an der Auflösungsgrenze meines Messgeräts, also ein bisschen verdächtig, aber ich bin mir ziemlich sicher, dass es echt ist.) (Ich bin zu faul, um herauszuziehen die großen Kanonen.) Ich hatte das größte Problem mit (20 V) Zenern, die ich in einer Rauschquelle verwende. Ich lasse sie direkt in der Nähe des Knies laufen, und Licht wird einfach alle schönen Rauschspitzen töten. Dort liegen die Ruheströme im Bereich von 1-10 µA. Ich bin mir nicht sicher, warum die Zener empfindlicher zu sein scheinen.
Ich stimme der Realität der Lichtempfindlichkeit zu, obwohl es sich tatsächlich um einen sehr kleinen Strom handelt und nur in den empfindlichsten Schaltkreisen von Bedeutung ist. LEDs geben zur Not anständige Fotodioden ab, und ich wette (obwohl es nur eine Vermutung ist), dass ein Zener, der nahe am Knie arbeitet, einen Mechanismus mit einer Lawinenfotodiode teilt .
@PhilFrost Berichten zufolge könnte ein Blitzfoto eines EPROM-basierten Mikrocontrollers im alten Stil (die Art mit einem Quarzfenster zum UV-Löschen) dazu führen, dass er sich verriegelt und zerstört wird, wenn er zu diesem Zeitpunkt mit Strom versorgt wird.
Das Problem der Blitzfotografie und Siliziumkomponenten ist nicht vollständig verschwunden: raspberrypi.org/blog/xenon-death-flash-a-free-physics-lesson . Ich denke, die Lektion hier ist, keine nackten Siliziumchips ohne Gehäuse zu verwenden.
@JackB Heutzutage gibt es eine ganze Reihe von Teilen in so einem winzigen Paket. Es lohnt sich, sich zu erinnern.
Ich frage mich, ob es möglich war, diese frühen Katzenschnurrhaare in einer Plastikverpackung zu haben.

Thermische Eigenschaften. Das Glas und der Halbleiter dehnen sich mit denselben Raten aus und ziehen sich zusammen. Dies dient der Zuverlässigkeit von Signaldioden. Die Ausdehnungen oder Kontraktionen mit unterschiedlichen Raten würden den Halbleiter beschädigen.

Entsprechendes Papier von 1961

WAK SiO2 = 5e-7, Si = 2,6e-6. In welchem ​​Sinne von "Matching" sind diese gleich?
Entschuldigung, einige Klarstellungen und etwas Geschichte: electronicdesign.com/archive/… Das verwendete Glas hatte eine molekulare Struktur wie Pyrex.
Das heißt, ab 2001 waren Glasdioden die erste Verpackungsart. Dieser Link unterstützt also nicht das, was Sie denken.
Ich muss deinen Kommentar falsch verstehen. Ich habe auf den Wärmeausdehnungsunterschied des im Prozess verwendeten Glases reagiert. Das ist alles, was ich zu unterstützen versuchte.
Die ersten Verpackungen waren Glas, das aus den 1950er Jahren stammt, wobei ein Papier aus der Neuzeit bezüglich des passenden CTE in einem Aspekt gefunden wurde, der nicht zum Thema gehört (es geht nicht um Verpackung, es geht um Passivierung ohne Verpackung), ein Zitat aus diesem Papier " .. von Silizium-Diodenfolien wurde mit einer Technik erreicht, die hermetisch abgedichtete Halbleiterbauelemente ohne die Verwendung von Dosen liefern kann.“ Beachten Sie sorgfältig das „kann“.
Das Papier stammt vom 25. Oktober 1961. Die Hypothese enthielt zwar ein "kann", aber der letzte Absatz besagt: In fünf Monaten ist kein Gerät ausgefallen. Dioden, die unter 20-V-Sperrspannung und ähnlichen Umgebungsbedingungen getestet wurden, zeigten laut IBM-Forschern nach zweimonatiger Testzeit keine Veränderungen.
Der verlinkte Artikel ist zwar keine so vollständige Antwort, bringt aber einen interessanten Punkt zum Vorschein, aber es sieht so aus, als würde er eher von einer Behandlung des Halbleiterchips als von der Verpackung sprechen. +1 für einige interessante Informationen, die für die Frage relevant sind.
Ich habe oben das Datum 2001 gesehen. Aber auch hier geht es um die Passivierung, NICHT um die Verpackung, worum es beim OP ging. Es ist eine ganz andere Sache. Tatsächlich wurde diese auf Pyrex basierende SiO2-Passivierung nie wirklich kommerzialisiert, da die Industrie auf Si34 umstieg (das ein unglaublich zähes und undurchlässiges Material ist).
Der Ausdehnungskoeffizient von reinem SiO2 kann unter dem von reinem Silizium liegen, aber die meisten Glassorten haben einen um Größenordnungen größeren Ausdehnungskoeffizienten als reines SiO2. Wichtig ist aber nicht der relative Unterschied, sondern der absolute Unterschied. Der COE von Borosilikatglaswaren ist niedrig genug, um ein schnelles Erhitzen auf Temperaturen über den Arbeitstemperaturen von Halbleiterübergängen zu überstehen, obwohl das gesamte Stück nicht perfekt gleichmäßig erhitzt wird; Wenn der COE von Silizium kleiner ist, sollte es keine Probleme geben.
@supercat Ist die Anpassung des thermischen Ausdehnungskoeffizienten zwischen der Glashülle und den Metallleitungen nicht von großer Bedeutung?
@AndrewMorton: Viele Materialien sind leicht elastisch; entscheidend ist, ob der Unterschied in der Wärmeausdehnung zu groß ist, um durch elastische Verformung aufgenommen zu werden.
@supercat Ich hatte den Eindruck, dass zumindest bei kleinen Signaldioden der Übergang im freien Raum innerhalb der Hülle gehalten wird. Die signifikanteste Wärmeübertragung (dh ohne Berücksichtigung der Wärmestrahlung) von der Verbindungsstelle zur Umgebung erfolgt also über die Leitungen, und daher ist der Unterschied im CoE zwischen dem Glas und den Leitungen signifikanter als der zwischen dem Silizium und dem Glas. (Ich denke, das zitierte Papier EOtSM ist ein Ablenkungsmanöver, weil es um die Passivierung durch Beschichtung der Diode und nicht um einen hermetisch verschlossenen Umschlag geht.) Aber ich habe keine 1N4148, die ich durch ein Vergrößerungsglas betrachten könnte.
@AndrewMorton: Bei kleinen Signaldioden schwimmt das Material im Inneren tatsächlich. Mein Hauptzweck bei der Veröffentlichung bestand darin, auf den Kommentar zu antworten, der besagte, dass der COE von reinem SiO2 zu klein sei, um es mit reinem Si thermisch kompatibel zu machen; Ich weiß nicht, welche Glasarten thermisch für die Verwendung in Halbleitern geeignet sind, aber die Tatsache, dass reines SiO2 einen niedrigeren COE als reines Si hat, sollte kein Problem darstellen, da die meisten Gläser einen höheren COE haben.
Warum haben einige Dioden ein Glasgehäuse?
AntwortenHierDatenschutz-Bestimmungen1y, 0v