[实用新型]一种晶体管及晶体管的散热装置

说明书

技术领域

本实用新型涉及电子技术领域，尤其涉及一种晶体管及晶体管的散热装置。

背景技术

功率放大器是无线通讯系统、医疗系统、电源设备、音响系统及军事雷达系统等设备中不可缺少的组成部分，主要起到对发射信号的功率进行放大的作用。这些设备对功率要求一般都比较高，如无线通讯系统从几十瓦到上百瓦不等，医疗设备能达到上千瓦，雷达设备甚至可以高达几千瓦。要达到如此高的发射功率，必须要通过大功率功放的放大作用来完成，而晶体管作为功率放大器的核心器件，承受了所有功率的放大和输出，但限于放大器本身的工作效率，放大后的功率并不是都作为有用信号输出，比如一般通讯系统中功放有用信号的功率只有40％左右，另外约60％的功率以热的形式存在，其中小部分热量会传递到周围空气中，对系统不会造成大的影响；而大部分热量集中在功放管管芯及其周围器件中，比如陶瓷电容、铝电解电容等，通常这些器件很容易接近或超过所容许的临界温度点，过多的热量会影响器件的性能指标和使用寿命，对系统可靠性造成很大伤害。

对于传统通讯设备中的大功率晶体管，目前的散热方式是这样完成的：如图1所示，为功率放大器中传统晶体管散热装置示意图，晶体管焊接于PCB上，PCB固定在铜基板上，晶体管底部源级金属焊接在铜基板上，然后再将铜基板固定于设备外壳上，铜基板与设备外壳之间往往会涂抹导热胶或加导热衬垫等接触物，热量从管芯通过源级金属传递到铜基板，再通过导热胶传递到设备外壳及散热齿上，然后和周围环境形成热交换。

功率晶体管与设备外壳之间的热阻受多方面的影响，比如管子的焊接效果、功放铜基板的热阻、导热胶的均匀程度等等都会导致热阻变大，从而造成热传递效率很低，热量不能及时导出，达到热平衡后晶体管的管芯温度很高，而且热量会很快传导到PCB上的其它器件，令其它器件受热而影响性能和寿命；另外，设备外壳上散热齿很多，增大了整个设备的体积，降低了竞争优势。

实用新型内容

本实用新型要解决的技术问题是提供一种晶体管及晶体管的散热装置，能够快速导出并散发晶体管产生的热量。

为解决上述技术问题，本实用新型的一种晶体管，包括：半导体生长基底、晶体管工作部件和半导体热电效应装置，所述半导体热电效应装置包含半导体化合物层、金属薄膜、金属层、导热层、热电偶导热装置、供电臂和散热层，所述晶体管工作部件生长在所述半导体生长基底的一表面上，所述半导体化合物层生长在所述半导体生长基底的与生长所述晶体管工作部件的表面相对的表面上，所述金属薄膜生长在所述半导体化合物层上，所述金属层生长在所述金属薄膜上，所述导热层生长在所述金属层上，所述热电偶导热装置和供电臂相连接，均生长在所述导热层上，所述散热层生长在所述热电偶导热装置的远离所述导热层的表面上。

进一步地，所述热电偶导热装置包含成组的N型热电偶和P型热电偶，在所述金属层的远离所述金属薄膜的表面上还设置有多条依次排列的热电偶生长沟道，所述热电偶生长沟道的开口远离所述金属薄膜，所述热电偶生长沟道的底部生长所述导热层，所述热电偶生长沟道底部的所述导热层上沿所述热电偶生长沟道生长多组所述N型热电偶和P型热电偶，每组中的N型热电偶和P型热电偶电连接，相邻组中的N型热电偶与P型热电偶电连接。

进一步地，所述热电偶导热装置还包括第一供电电极和第二供电电极，所述第一供电电极生长在所述热电偶生长沟道中的导热层上相邻组的N型热电偶与P型热电偶的顶部及之间的位置上，电连接相邻组中的N型热电偶与P型热电偶；所述第二供电电极生长在每组N型热电偶与P型热电偶的底部及之间的位置上，电连接每组中的N型热电偶和P型热电偶。

进一步地，所述供电臂包含第一供电臂和第二供电臂，在所述金属层上所述热电偶生长沟道的一端侧设置有与所述热电偶生长沟道贯通的第一供电臂生长沟道，在所述金属层上所述热电偶生长沟道的另一端侧设置有与所述热电偶生长沟道贯通的第二供电臂生长沟道，所述第一供电臂生长在所述第一供电臂生长沟道上的导热层上，所述第二供电臂生长在所述第二供电臂生长沟道上的导热层上，所述第一供电臂与每个热电偶生长沟道一端的N型热电偶电连接，所述第二供电臂与每个热电偶生长沟道另一端的P型热电偶电连接。

进一步地，所述热电偶导热装置还包括温度检测点，所述温度检测点生长在所述第一供电臂生长沟道上的导热层上，或生长在所述第二供电臂生长沟道上的导热层上。

进一步地，所述散热层生长在所述热电偶导热装置的N型热电偶和P型热电偶的远离所述导热层的表面上，所述热电偶生长沟道的侧壁的远离所述金属薄膜的表面与所述散热层的远离所述N型热电偶和P型热电偶的表面平齐。