很多年輕工程師對分立器件應用上的很多問題,最近部門邀請英飛凌的技術做了個內部培訓,相信很多不熟悉電源設計的朋友都有類似的問題,這里摘錄部分與大家分享(摘錄同事整理的資料,有出入的地方請指點。歡迎大家多分享點MOS管使用經驗):
1. 導通電阻
對大部份的應用而言,導通時所造成的導通損耗占整體MOSFET損耗的大部份,因此各家廠商均想辦法降低MOSFET的導通電阻。MOSFET的最低導通電阻從1996 年的12mΩ降到今天的1mΩ以下。目前,英飛凌公司最新一代25V/30V的OptiMOS MOSFET最低額定導通電阻為1mΩ,如此低的導通電阻大幅地減少了導通損耗,提高了應用電路的功率密度。(在低電壓功率晶體管中,封裝電阻在整體導通電阻中所占比例較大,因此英飛凌最新的幾款MOSFET主要以CanPAK、SuperSO8和S308新型封裝為主,效率達93%以上,滿負載>90%)。
2 高速切換/低切換損耗及驅動損耗
柵極電荷為造成切換損耗及驅重損耗之主要成因。較低的柵極驅動損耗,可以使得驅動電路的負載降低約30%以上。而且較快的切換還可以改善EMI。英飛凌新一代25V/30V的MOS管切換的上升下降時間均不低于5納秒。
3 高效能
業界常用優質系數(Figure Of Merit,FOM)(FOM=RDSON×Qg)以導通電阻與柵極電荷的乘積值做為比較,可以客觀的角度來評估MOSFET性能的優劣。在導通電阻相同的情況下,英飛凌號稱全新OptiMOS 25V/30V器件的柵極電荷,比采用最接近的溝槽工藝制造的器件低35%,而其輸出電荷比最佳的橫向MOSFET器件低一半。
4 高功率/低熱阻
MOSFET所能承受的最大功率損耗,是由硅片的接觸面到外殼間的熱阻所決定的,因此要達到高功率并減少導通電阻的目的,除了改良開發新的MOSFET 或工藝技術外,封裝的方式亦扮演著重要的角色。英飛凌主流的封裝方式為Super SO-8、CanPAKT相對傳統的SO-8封裝大幅減少熱阻,并減少在焊接點及接觸點的電阻外,進而降低等效導通電阻和組件本身的寄生電感