Defnyddir dyfeisiau lled-ddargludyddion pŵer yn eang mewn diwydiant, defnydd, milwrol a meysydd eraill, ac mae ganddynt safle strategol uchel. Gadewch i ni edrych ar y darlun cyffredinol o ddyfeisiau pŵer o lun:
Gellir rhannu dyfeisiau lled-ddargludyddion pŵer yn fath llawn, math lled-reoledig a math na ellir ei reoli yn ôl gradd rheolaeth signalau cylched. Neu yn ôl priodweddau signal y gylched gyrru, gellir ei rannu'n fath sy'n cael ei yrru gan foltedd, math sy'n cael ei yrru gan gyfredol, ac ati.
| Dosbarthiad | math | Dyfeisiau lled-ddargludyddion pŵer penodol |
| Gallu rheoli signalau trydanol | Math lled-reoledig | AAD |
| Rheolaeth lawn | GTO, GTR, MOSFET, IGBT | |
| Afreolus | Deuod Pwer | |
| Priodweddau signal gyrru | Math a yrrir gan foltedd | IGBT, MOSFET, SITH |
| Math cyfredol sy'n cael ei yrru | AAD, GTO, GTR | |
| Tonffurf signal effeithiol | Math sbardun pwls | AAD, GTO |
| Math o reolaeth electronig | GTR, MOSFET, IGBT | |
| Sefyllfaoedd lle mae electronau sy'n cario cerrynt yn cymryd rhan | dyfais deubegwn | Power Deuod, SCR, GTO, GTR, BSIT, BJT |
| Dyfais unbegynol | MOSFET, SIT | |
| Dyfais cyfansawdd | MCT, IGBT, SITH ac IGCT |
Mae gan wahanol ddyfeisiau lled-ddargludyddion pŵer nodweddion gwahanol megis foltedd, cynhwysedd cyfredol, gallu rhwystriant, a maint. Mewn defnydd gwirioneddol, mae angen dewis dyfeisiau priodol yn ôl gwahanol feysydd ac anghenion.
Mae'r diwydiant lled-ddargludyddion wedi mynd trwy dair cenhedlaeth o newidiadau materol ers ei eni. Hyd yn hyn, mae'r deunydd lled-ddargludyddion cyntaf a gynrychiolir gan Si yn dal i gael ei ddefnyddio'n bennaf ym maes dyfeisiau lled-ddargludyddion pŵer.
| Deunydd lled-ddargludyddion | Bandgap (eV) | ymdoddbwynt(K) | prif gais | |
| Deunyddiau lled-ddargludyddion cenhedlaeth 1af | Ge | 1.1 | 1221 | Foltedd isel, amledd isel, transistorau pŵer canolig, ffotosynwyryddion |
| Deunyddiau lled-ddargludyddion 2il genhedlaeth | Si | 0.7 | 1687. llarieidd-dra eg | |
| Deunyddiau lled-ddargludyddion trydydd cenhedlaeth | GaAs | 1.4 | 1511 | Microdon, dyfeisiau tonnau milimetr, dyfeisiau allyrru golau |
| SiC | 3.05 | 2826. llarieidd-dra eg | 1. Dyfeisiau high-power tymheredd uchel, amledd uchel, sy'n gwrthsefyll ymbelydredd 2. Deuodau allyrru golau glas, gradd, fioled, laserau lled-ddargludyddion | |
| GaN | 3.4 | 1973 | ||
| AIN | 6.2 | 2470 | ||
| C | 5.5 | ＞ 3800 | ||
| ZnO | 3.37 | 2248. llarieidd-dra eg | ||
Crynhowch nodweddion dyfeisiau pŵer lled-reoledig ac a reolir yn llawn:
| Math o ddyfais | AAD | GTR | MOSFET | IGBT |
| Math o reolaeth | Sbardun curiad y galon | Rheolaeth gyfredol | rheoli foltedd | canolfan ffilm |
| llinell hunan-gau | Cau i lawr cymudo | dyfais hunan-gau | dyfais hunan-gau | dyfais hunan-gau |
| amlder gweithio | ＜1khz | ＜30khz | 20khz-Mhz | ＜40khz |
| Pŵer gyrru | bach | mawr | bach | bach |
| newid colledion | mawr | mawr | mawr | mawr |
| colli dargludiad | bach | bach | mawr | bach |
| Foltedd a lefel gyfredol | 最大 | mawr | lleiafswm | mwy |
| Cymwysiadau nodweddiadol | Gwresogi sefydlu amledd canolig | Trawsnewidydd amledd UPS | newid cyflenwad pŵer | Trawsnewidydd amledd UPS |
| pris | isaf | is | yn y canol | Y mwyaf drud |
| effaith modiwleiddio dargludiant | wedi | wedi | dim | wedi |
Dewch i adnabod MOSFETs
Mae gan MOSFET rwystr mewnbwn uchel, sŵn isel, a sefydlogrwydd thermol da; mae ganddi broses weithgynhyrchu syml ac ymbelydredd cryf, felly fe'i defnyddir fel arfer mewn cylchedau mwyhadur neu gylchedau newid;
(1) Prif baramedrau dethol: foltedd ffynhonnell draen VDS (gwrthsefyll foltedd), cerrynt gollyngiad parhaus ID, ymwrthedd RDS (ymlaen), cynhwysedd mewnbwn Ciss (cynhwysedd cyffordd), ffactor ansawdd FOM = Ron * Qg, ac ati.
(2) Yn ôl gwahanol brosesau, caiff ei rannu'n TrenchMOS: ffos MOSFET, yn bennaf yn y maes foltedd isel o fewn 100V; SGT (Porth Hollt) MOSFET: giât hollti MOSFET, yn bennaf yn y maes foltedd canolig ac isel o fewn 200V; SJ MOSFET: MOSFET cyffordd super, yn bennaf yn y maes foltedd Uchel 600-800V;
Mewn cyflenwad pŵer newid, fel cylched draen agored, mae'r draen wedi'i gysylltu â'r llwyth cyfan, a elwir yn ddraen agored. Mewn cylched draen agored, ni waeth pa mor uchel yw'r foltedd y mae'r llwyth wedi'i gysylltu, gellir troi'r cerrynt llwyth ymlaen ac i ffwrdd. Mae'n ddyfais newid analog delfrydol. Dyma egwyddor MOSFET fel dyfais newid.
O ran cyfran y farchnad, mae MOSFETs bron i gyd wedi'u crynhoi yn nwylo gweithgynhyrchwyr rhyngwladol mawr. Yn eu plith, cafodd Infineon IR (American International Rectifier Company) yn 2015 a daeth yn arweinydd y diwydiant. Cwblhaodd ON Semiconductor hefyd gaffael Fairchild Semiconductor ym mis Medi 2016. , neidiodd cyfran y farchnad i'r ail safle, ac yna'r safleoedd gwerthu oedd Renesas, Toshiba, IWC, ST, Vishay, Anshi, Magna, ac ati;
Rhennir brandiau MOSFET prif ffrwd yn sawl cyfres: Americanaidd, Japaneaidd a Corea.
Cyfres Americanaidd: Infineon, IR, Fairchild, ON Semiconductor, ST, TI, PI, AOS, ac ati;
Japaneaidd: Toshiba, Renesas, ROHM, ac ati;
Cyfres Corea: Magna, KEC, AUK, Morina Hiroshi, Shinan, KIA
Categorïau pecyn MOSFET
Yn ôl y ffordd y caiff ei osod ar y bwrdd PCB, mae dau brif fath o becynnau MOSFET: plug-in (Through Hole) a mownt wyneb (Surface Mount). yn
Mae'r math plug-in yn golygu bod pinnau'r MOSFET yn mynd trwy dyllau mowntio'r bwrdd PCB ac yn cael eu weldio i'r bwrdd PCB. Mae pecynnau plug-in cyffredin yn cynnwys: pecyn mewn-lein deuol (DIP), pecyn amlinellol transistor (TO), a phecyn arae grid pin (PGA).
Pecynnu ategyn
Mowntio arwyneb yw lle mae'r pinnau MOSFET a'r fflans afradu gwres yn cael eu weldio i'r padiau ar wyneb y bwrdd PCB. Mae pecynnau mowntio arwyneb nodweddiadol yn cynnwys: amlinelliad transistor (D-PAK), transistor amlinellol bach (SOT), pecyn amlinellol bach (SOP), pecyn fflat cwad (QFP), cludwr sglodion plwm plastig (PLCC), ac ati.
pecyn mount wyneb
Gyda datblygiad technoleg, mae byrddau PCB fel mamfyrddau a chardiau graffeg ar hyn o bryd yn defnyddio llai a llai o becynnu ategion uniongyrchol, a defnyddir mwy o becynnu mowntio arwyneb.
1. Pecyn mewn-lein deuol (DIP)
Mae gan y pecyn DIP ddwy res o binnau ac mae angen ei fewnosod mewn soced sglodion gyda strwythur DIP. Ei ddull tarddiad yw SDIP (Shrink DIP), sef pecyn crebachu dwbl mewn llinell. Mae dwysedd y pin 6 gwaith yn uwch na DIP.
Mae ffurflenni strwythur pecynnu DIP yn cynnwys: DIP deuol-yn-lein ceramig aml-haen, DIP deuol-yn-lein ceramig un-haen, DIP ffrâm plwm (gan gynnwys math selio gwydr-ceramig, math o strwythur amgapsiwleiddio plastig, amgáu gwydr ceramig sy'n toddi'n isel math) ac ati Nodwedd pecynnu DIP yw ei fod yn gallu weldio trwodd byrddau PCB yn hawdd ac mae ganddo gydnawsedd da â'r famfwrdd.
Fodd bynnag, oherwydd bod ei ardal becynnu a'i drwch yn gymharol fawr, a bod y pinnau'n cael eu niweidio'n hawdd yn ystod y broses plygio a dad-blygio, mae'r dibynadwyedd yn wael. Ar yr un pryd, oherwydd dylanwad y broses, nid yw nifer y pinnau yn gyffredinol yn fwy na 100. Felly, yn y broses o integreiddio'r diwydiant electronig yn uchel, mae pecynnu DIP wedi tynnu'n ôl yn raddol o gam hanes.
2. Pecyn Amlinellol Transistor (TO)
Mae manylebau pecynnu cynnar, megis TO-3P, TO-247, TO-92, TO-92L, TO-220, TO-220F, TO-251, ac ati i gyd yn ddyluniadau pecynnu plug-in.
TO-3P/247: Mae'n ffurf becynnu a ddefnyddir yn gyffredin ar gyfer MOSFETs foltedd canolig-uchel a chyfredol uchel. Mae gan y cynnyrch nodweddion foltedd gwrthsefyll uchel a gwrthiant chwalu cryf. yn
TO-220/220F: Mae TO-220F yn becyn cwbl blastig, ac nid oes angen ychwanegu pad inswleiddio wrth ei osod ar reiddiadur; Mae gan TO-220 ddalen fetel wedi'i gysylltu â'r pin canol, ac mae angen pad inswleiddio wrth osod y rheiddiadur. Mae gan MOSFETs y ddau arddull pecyn hyn ymddangosiadau tebyg a gellir eu defnyddio'n gyfnewidiol. yn
TO-251: Defnyddir y cynnyrch pecyn hwn yn bennaf i leihau costau a lleihau maint y cynnyrch. Fe'i defnyddir yn bennaf mewn amgylcheddau â foltedd canolig a cherrynt uchel o dan 60A a foltedd uchel o dan 7N. yn
TO-92: Defnyddir y pecyn hwn ar gyfer MOSFET foltedd isel yn unig (cerrynt o dan 10A, gwrthsefyll foltedd o dan 60V) a foltedd uchel 1N60/65, er mwyn lleihau costau.
Yn ystod y blynyddoedd diwethaf, oherwydd cost weldio uchel y broses becynnu ategyn a pherfformiad afradu gwres israddol i gynhyrchion tebyg i glytiau, mae'r galw yn y farchnad mowntio wyneb wedi parhau i gynyddu, sydd hefyd wedi arwain at ddatblygiad pecynnu TO. i mewn i becynnu mowntio wyneb.
Mae TO-252 (a elwir hefyd yn D-PAK) a TO-263 (D2PAK) ill dau yn becynnau gosod wyneb.。
I ymddangosiad cynnyrch pecyn
Pecyn sglodion plastig yw TO252 / D-PAK, a ddefnyddir yn gyffredin ar gyfer pecynnu transistorau pŵer a sglodion sefydlogi foltedd. Mae'n un o'r pecynnau prif ffrwd presennol. Mae gan y MOSFET sy'n defnyddio'r dull pecynnu hwn dri electrod, giât (G), draen (D), a ffynhonnell (S). Mae'r pin draen (D) yn cael ei dorri i ffwrdd ac ni chaiff ei ddefnyddio. Yn lle hynny, defnyddir y sinc gwres ar y cefn fel y draen (D), sy'n cael ei weldio'n uniongyrchol i'r PCB. Ar y naill law, fe'i defnyddir i allbynnu cerrynt mawr, ac ar y llaw arall, mae'n gwasgaru gwres trwy'r PCB. Felly, mae tri pad D-PAK ar y PCB, ac mae'r pad draen (D) yn fwy. Mae ei fanylebau pecynnu fel a ganlyn:
Manylebau maint pecyn TO-252/D-PAK
Mae TO-263 yn amrywiad o TO-220. Fe'i cynlluniwyd yn bennaf i wella effeithlonrwydd cynhyrchu a gwasgariad gwres. Mae'n cefnogi cerrynt a foltedd uchel iawn. Mae'n fwy cyffredin mewn MOSFETs cerrynt canolig-uchel o dan 150A ac uwch na 30V. Yn ogystal â D2PAK (TO-263AB), mae hefyd yn cynnwys TO263-2, TO263-3, TO263-5, TO263-7 ac arddulliau eraill, sy'n israddol i TO-263, yn bennaf oherwydd y nifer a phellter gwahanol o binnau .
Manyleb maint pecyn TO-263/D2PAKs
3. Pecyn arae grid pin (PGA)
Mae yna binnau arae sgwâr lluosog y tu mewn a'r tu allan i'r sglodion PGA (Pecyn Array Grid Pin). Mae pob pin arae sgwâr wedi'i drefnu ar bellter penodol o amgylch y sglodyn. Yn dibynnu ar nifer y pinnau, gellir ei ffurfio yn 2 i 5 cylch. Yn ystod y gosodiad, rhowch y sglodyn yn y soced PGA arbennig. Mae ganddo fanteision plygio a dad-blygio hawdd a dibynadwyedd uchel, a gall addasu i amleddau uwch.
Arddull pecyn PGA
Mae'r rhan fwyaf o'i swbstradau sglodion wedi'u gwneud o ddeunydd ceramig, ac mae rhai yn defnyddio resin plastig arbennig fel y swbstrad. O ran technoleg, mae pellter canol y pin fel arfer yn 2.54mm, ac mae nifer y pinnau'n amrywio o 64 i 447. Nodwedd y math hwn o becynnu yw mai'r lleiaf yw'r ardal becynnu (cyfaint), yr isaf yw'r defnydd pŵer (perfformiad ) gall wrthsefyll, ac i'r gwrthwyneb. Roedd yr arddull pecynnu sglodion hwn yn fwy cyffredin yn y dyddiau cynnar, ac fe'i defnyddiwyd yn bennaf ar gyfer pecynnu cynhyrchion defnydd pŵer uchel fel CPUs. Er enghraifft, mae Intel's 80486 a Pentium i gyd yn defnyddio'r arddull pecynnu hwn; nid yw'n cael ei fabwysiadu'n eang gan weithgynhyrchwyr MOSFET.
4. Pecyn Transistor Amlinellol Bach (SOT)
Mae SOT (Transistor All-lein Bach) yn becyn transistor pŵer bach math clwt, yn bennaf yn cynnwys SOT23, SOT89, SOT143, SOT25 (hy SOT23-5), ac ati. SOT323, SOT363/SOT26 (hy SOT23-6) a mathau eraill yw deillio, sy'n llai o ran maint na phecynnau TO.
Math o becyn SOT
Mae SOT23 yn becyn transistor a ddefnyddir yn gyffredin gyda thri phin siâp adain, sef casglwr, allyrrydd a sylfaen, sydd wedi'u rhestru ar ddwy ochr ochr hir y gydran. Yn eu plith, mae'r allyrrydd a'r sylfaen ar yr un ochr. Maent yn gyffredin mewn transistorau pŵer isel, transistorau effaith maes a transistorau cyfansawdd â rhwydweithiau gwrthyddion. Mae ganddynt gryfder da ond sodro gwael. Dangosir yr ymddangosiad yn Ffigur (a) isod.
Mae gan SOT89 dri phin fer wedi'u dosbarthu ar un ochr i'r transistor. Mae'r ochr arall yn sinc gwres metel sy'n gysylltiedig â'r sylfaen i gynyddu gallu afradu gwres. Mae'n gyffredin mewn transistorau mowntio wyneb pŵer silicon ac mae'n addas ar gyfer cymwysiadau pŵer uwch. Dangosir yr ymddangosiad yn Ffigur (b) isod. yn
Mae gan SOT143 bedwar pin siâp adenydd byr, sy'n cael eu harwain allan o'r ddwy ochr. Pen ehangach y pin yw'r casglwr. Mae'r math hwn o becyn yn gyffredin mewn transistorau amledd uchel, a dangosir ei ymddangosiad yn Ffigur (c) isod. yn
Mae SOT252 yn transistor pŵer uchel gyda thri phin yn arwain o un ochr, ac mae'r pin canol yn fyrrach a dyma'r casglwr. Cysylltwch â'r pin mwy ar y pen arall, sef dalen gopr ar gyfer afradu gwres, ac mae ei ymddangosiad fel y dangosir yn Ffigur (ch) isod.
Cymhariaeth ymddangosiad pecyn SOT cyffredin
Defnyddir y MOSFET SOT-89 pedwar terfynell yn gyffredin ar famfyrddau. Mae ei fanylebau a'i ddimensiynau fel a ganlyn:
Manylebau maint MOSFET SOT-89 (uned: mm)
5. Pecyn Amlinellol Bach (SOP)
Mae SOP (Pecyn All-lein Bach) yn un o'r pecynnau mowntio wyneb, a elwir hefyd yn SOL neu DFP. Mae'r pinnau'n cael eu tynnu allan o ddwy ochr y pecyn mewn siâp adain gwylan (siâp L). Mae'r deunyddiau yn blastig a seramig. Mae safonau pecynnu SOP yn cynnwys SOP-8, SOP-16, SOP-20, SOP-28, ac ati Mae'r nifer ar ôl SOP yn nodi nifer y pinnau. Mae'r rhan fwyaf o becynnau MOSFET SOP yn mabwysiadu manylebau SOP-8. Mae'r diwydiant yn aml yn hepgor "P" ac yn ei dalfyrru fel SO (Small Out-Line).
Maint pecyn SOP-8
Datblygwyd SO-8 gyntaf gan PHILIP Company. Mae wedi'i becynnu mewn plastig, nid oes ganddo blât gwaelod afradu gwres, ac mae ganddo afradu gwres gwael. Fe'i defnyddir yn gyffredinol ar gyfer MOSFETs pŵer isel. Yn ddiweddarach, roedd manylebau safonol megis TSOP (Pecyn Amlinellol Bach Tenau), VSOP (Pecyn Amlinellol Bach Iawn), SSOP (Shrink SOP), TSSOP (Thin Shrink SOP), ac ati yn deillio'n raddol; yn eu plith, mae TSOP a TSSOP yn cael eu defnyddio'n gyffredin mewn pecynnu MOSFET.
Manylebau sy'n deillio o SOP a ddefnyddir yn gyffredin ar gyfer MOSFETs
6. Pecyn Quad Flat (QFP)
Mae'r pellter rhwng pinnau sglodion mewn pecyn QFP (Pecyn Fflat Cwad Plastig) yn fach iawn ac mae'r pinnau'n denau iawn. Fe'i defnyddir yn gyffredinol mewn cylchedau integredig ar raddfa fawr neu uwch-fawr, ac mae nifer y pinnau yn gyffredinol yn fwy na 100. Rhaid i sglodion sydd wedi'u pecynnu yn y ffurflen hon ddefnyddio technoleg mowntio wyneb yr UDRh i sodro'r sglodion i'r famfwrdd. Mae gan y dull pecynnu hwn bedair prif nodwedd: ① Mae'n addas ar gyfer technoleg mowntio wyneb SMD i osod gwifrau ar fyrddau cylched PCB; ② Mae'n addas ar gyfer defnydd amledd uchel; ③ Mae'n hawdd ei weithredu ac mae ganddo ddibynadwyedd uchel; ④ Mae'r gymhareb rhwng yr ardal sglodion a'r ardal becynnu yn fach. Fel y dull pecynnu PGA, mae'r dull pecynnu hwn yn lapio'r sglodion mewn pecyn plastig ac ni all afradu'r gwres a gynhyrchir pan fydd y sglodion yn gweithio mewn modd amserol. Mae'n cyfyngu ar wella perfformiad MOSFET; ac mae'r pecynnu plastig ei hun yn cynyddu maint y ddyfais, nad yw'n bodloni'r gofynion ar gyfer datblygu lled-ddargludyddion i'r cyfeiriad o fod yn ysgafn, yn denau, yn fyr, ac yn fach. Yn ogystal, mae'r math hwn o ddull pecynnu yn seiliedig ar sglodyn sengl, sydd â phroblemau effeithlonrwydd cynhyrchu isel a chost pecynnu uchel. Felly, mae QFP yn fwy addas i'w ddefnyddio mewn cylchedau LSI rhesymeg ddigidol fel microbroseswyr / araeau giât, ac mae hefyd yn addas ar gyfer pecynnu cynhyrchion cylched LSI analog fel prosesu signal VTR a phrosesu signal sain.
7 、 Pecyn cwad fflat heb unrhyw ganllawiau (QFN)
Mae'r pecyn QFN (pecyn di-blwm Quad Flat) wedi'i gyfarparu â chysylltiadau electrod ar bob un o'r pedair ochr. Gan nad oes gwifrau, mae'r ardal mowntio yn llai na QFP ac mae'r uchder yn is na QFP. Yn eu plith, gelwir QFN ceramig hefyd yn LCC (Cludwyr Sglodion Di-plwm), a gelwir QFN plastig cost isel gan ddefnyddio deunydd sylfaen swbstrad resin epocsi gwydr yn blastig LCC, PCLC, P-LCC, ac ati Mae'n ddeunydd pacio sglodion mount wyneb sy'n dod i'r amlwg technoleg gyda maint pad bach, cyfaint bach, a phlastig fel deunydd selio. Defnyddir QFN yn bennaf ar gyfer pecynnu cylched integredig, ac ni fydd MOSFET yn cael ei ddefnyddio. Fodd bynnag, oherwydd bod Intel wedi cynnig datrysiad gyrrwr integredig a MOSFET, lansiodd DrMOS mewn pecyn QFN-56 (mae "56" yn cyfeirio at y 56 pin cyswllt ar gefn y sglodion).
Dylid nodi bod gan y pecyn QFN yr un ffurfweddiad plwm allanol â'r pecyn amlinellol ultra-denau (TSSOP), ond mae ei faint 62% yn llai na'r TSSOP. Yn ôl data modelu QFN, mae ei berfformiad thermol 55% yn uwch na phecynnu TSSOP, ac mae ei berfformiad trydanol (anwythiad a chynhwysedd) 60% a 30% yn uwch na phecynnu TSSOP yn y drefn honno. Yr anfantais fwyaf yw ei bod yn anodd ei atgyweirio.
DrMOS mewn pecyn QFN-56
Ni all cyflenwadau pŵer newid cam-i-lawr DC/DC arwahanol traddodiadol fodloni'r gofynion ar gyfer dwysedd pŵer uwch, ac ni allant ychwaith ddatrys problem effeithiau paramedr parasitig ar amleddau newid uchel. Gydag arloesedd a chynnydd technoleg, mae wedi dod yn realiti i integreiddio gyrwyr a MOSFETs i adeiladu modiwlau aml-sglodion. Gall y dull integreiddio hwn arbed lle sylweddol a chynyddu dwysedd defnydd pŵer. Trwy optimeiddio gyrwyr a MOSFETs, mae wedi dod yn realiti. Effeithlonrwydd pŵer a cherrynt DC o ansawdd uchel, dyma IC gyrrwr integredig DrMOS.
Renesas 2il genhedlaeth DrMOS
Mae'r pecyn di-blwm QFN-56 yn gwneud rhwystriant thermol DrMOS yn isel iawn; gyda bondio gwifrau mewnol a dyluniad clip copr, gellir lleihau gwifrau PCB allanol, a thrwy hynny leihau anwythiad a gwrthiant. Yn ogystal, gall y broses MOSFET silicon sianel ddwfn a ddefnyddir hefyd leihau colledion dargludiad, switsio a thâl giât yn sylweddol; mae'n gydnaws ag amrywiaeth o reolwyr, gall gyflawni gwahanol ddulliau gweithredu, ac mae'n cefnogi modd trosi cyfnod gweithredol APS (Auto Phase Switching). Yn ogystal â phecynnu QFN, mae pecynnu gwastad di-blwm dwyochrog (DFN) hefyd yn broses becynnu electronig newydd a ddefnyddiwyd yn helaeth mewn gwahanol gydrannau o ON Semiconductor. O'i gymharu â QFN, mae gan DFN lai o electrodau plwm ar y ddwy ochr.
8 、 Cludydd Sglodion Plwm Plastig (PLCC)
Mae gan PLCC (Pecyn Fflat Cwad Plastig) siâp sgwâr ac mae'n llawer llai na'r pecyn DIP. Mae ganddo 32 pin gyda phinnau o gwmpas. Mae'r pinnau'n cael eu harwain allan o bedair ochr y pecyn mewn siâp T. Mae'n gynnyrch plastig. Mae pellter canolfan y pin yn 1.27mm, ac mae nifer y pinnau'n amrywio o 18 i 84. Nid yw'r pinnau siâp J yn hawdd eu dadffurfio ac maent yn haws eu gweithredu na QFP, ond mae'r arolygiad ymddangosiad ar ôl weldio yn anoddach. Mae pecynnu PLCC yn addas ar gyfer gosod gwifrau ar PCB gan ddefnyddio technoleg mowntio wyneb yr UDRh. Mae ganddo fanteision maint bach a dibynadwyedd uchel. Mae pecynnu PLCC yn gymharol gyffredin ac fe'i defnyddir mewn rhesymeg LSI, DLD (neu ddyfais rhesymeg rhaglen) a chylchedau eraill. Defnyddir y ffurflen becynnu hon yn aml mewn motherboard BIOS, ond ar hyn o bryd mae'n llai cyffredin mewn MOSFETs.
Amgáu a gwella ar gyfer mentrau prif ffrwd
Oherwydd y duedd datblygu o foltedd isel a cherrynt uchel mewn CPUs, mae'n ofynnol i MOSFETs gael cerrynt allbwn mawr, ymwrthedd isel, cynhyrchu gwres isel, afradu gwres cyflym, a maint bach. Yn ogystal â gwella technoleg a phrosesau cynhyrchu sglodion, mae gweithgynhyrchwyr MOSFET hefyd yn parhau i wella technoleg pecynnu. Ar sail cydnawsedd â manylebau ymddangosiad safonol, maent yn cynnig siapiau pecynnu newydd ac yn cofrestru enwau nod masnach ar gyfer y pecynnau newydd y maent yn eu datblygu.
1 、 pecynnau RENESAS WPAK, LFPAK a LFPAK-I
Mae WPAK yn becyn ymbelydredd gwres uchel a ddatblygwyd gan Renesas. Trwy ddynwared y pecyn D-PAK, mae'r sinc gwres sglodion yn cael ei weldio i'r famfwrdd, ac mae'r gwres yn cael ei wasgaru trwy'r famfwrdd, fel y gall y pecyn bach WPAK hefyd gyrraedd cerrynt allbwn D-PAK. Mae WPAK-D2 yn pecynnu dau MOSFET uchel/isel i leihau anwythiad gwifrau.
Maint pecyn Renesas WPAK
Mae LFPAK a LFPAK-I yn ddau becyn ffactor ffurf bach arall a ddatblygwyd gan Renesas sy'n gydnaws â SO-8. Mae LFPAK yn debyg i D-PAK, ond yn llai na D-PAK. Mae LFPAK-i yn gosod y sinc gwres i fyny i wasgaru gwres trwy'r sinc gwres.
Pecynnau Renesas LFPAK a LFPAK-I
2. Pecynnu Vishay Power-PAK a Polar-PAK
Power-PAK yw'r enw pecyn MOSFET a gofrestrwyd gan Vishay Corporation. Mae Power-PAK yn cynnwys dwy fanyleb: Power-PAK1212-8 a Power-PAK SO-8.
Pecyn Vishay Power-PAK1212-8
Pecyn Vishay Power-PAK SO-8
Mae Polar PAK yn becyn bach gydag afradu gwres dwy ochr ac mae'n un o dechnolegau pecynnu craidd Vishay. Mae Polar PAK yr un peth â'r pecyn so-8 cyffredin. Mae ganddo bwyntiau afradu ar ochr uchaf ac isaf y pecyn. Nid yw'n hawdd cronni gwres y tu mewn i'r pecyn a gall gynyddu dwysedd presennol y cerrynt gweithredu i ddwywaith yn fwy na SO-8. Ar hyn o bryd, mae Vishay wedi trwyddedu technoleg Polar PAK i STMicroelectronics.
Pecyn PAK Polar Vishay
3. Pecynnau plwm fflat Onsemi SO-8 a WDFN8
Mae ON Semiconductor wedi datblygu dau fath o MOSFETs plwm fflat, ac ymhlith y rhain mae llawer o fyrddau yn defnyddio'r rhai plwm fflat cydnaws SO-8. ON Mae MOSFETs pŵer NVMx a NVTx sydd newydd eu lansio gan Semiconductor yn defnyddio pecynnau cryno DFN5 (SO-8FL) a WDFN8 i leihau colledion dargludiad. Mae hefyd yn cynnwys QG isel a chynhwysedd i leihau colledion gyrwyr.
AR Pecyn Arweiniol Fflat Semiconductor SO-8
AR becyn lled-ddargludyddion WDFN8
4. NXP LFPAK a QLPAK pecynnu
Mae NXP (Philps gynt) wedi gwella technoleg pecynnu SO-8 yn LFPAK a QLPAK. Yn eu plith, ystyrir mai LFPAK yw'r pecyn pŵer SO-8 mwyaf dibynadwy yn y byd; tra bod gan QLPAK nodweddion maint bach ac effeithlonrwydd afradu gwres uwch. O'i gymharu â SO-8 cyffredin, mae QLPAK yn meddiannu ardal bwrdd PCB o 6 * 5mm ac mae ganddo wrthwynebiad thermol o 1.5k / W.
Pecyn LFPAK NXP
Pecynnu NXP QLPAK
4. Pecyn ST Semiconductor PowerSO-8
Mae technolegau pecynnu sglodion MOSFET pŵer STMicroelectronics yn cynnwys SO-8, PowerSO-8, PowerFLAT, DirectFET, PolarPAK, ac ati. Yn eu plith, mae Power SO-8 yn fersiwn well o SO-8. Yn ogystal, mae PowerSO-10, PowerSO-20, TO-220FP, H2PAK-2 a phecynnau eraill.
Pecyn STMicroelectronics Power SO-8
5. Fairchild Semiconductor Power 56 pecyn
Power 56 yw enw unigryw Farichild, a'i enw swyddogol yw DFN5 × 6. Mae ei ardal becynnu yn debyg i ardal y TSOP-8 a ddefnyddir yn gyffredin, ac mae'r pecyn tenau yn arbed uchder clirio cydrannau, ac mae'r dyluniad Thermal-Pad ar y gwaelod yn lleihau ymwrthedd thermol. Felly, mae llawer o weithgynhyrchwyr dyfeisiau pŵer wedi defnyddio DFN5 × 6.
Pecyn Fairchild Power 56
6. International Rectifier (IR) Pecyn uniongyrchol FET
Mae Direct FET yn darparu oeri uchaf effeithlon mewn ôl troed SO-8 neu lai ac mae'n addas ar gyfer cymwysiadau trosi pŵer AC-DC a DC-DC mewn cyfrifiaduron, gliniaduron, telathrebu ac offer electroneg defnyddwyr. Mae adeiladu can metel DirectFET yn darparu afradu gwres dwy ochr, gan ddyblu i bob pwrpas alluoedd trin cyfredol trawsnewidwyr bwc DC-DC amledd uchel o'u cymharu â phecynnau plastig arwahanol safonol. Mae'r pecyn Direct FET yn fath wedi'i osod yn ôl, gyda'r sinc gwres draen (D) yn wynebu i fyny ac wedi'i orchuddio â chragen fetel, y mae gwres yn cael ei wasgaru trwyddo. Mae pecynnu FET uniongyrchol yn gwella afradu gwres yn fawr ac yn cymryd llai o le gyda gwasgariad gwres da.
Crynhoi
Yn y dyfodol, wrth i'r diwydiant gweithgynhyrchu electronig barhau i ddatblygu i gyfeiriad uwch-denau, miniaturization, foltedd isel, a cherrynt uchel, bydd ymddangosiad a strwythur pecynnu mewnol MOSFET hefyd yn newid i addasu'n well i anghenion datblygu'r gweithgynhyrchu diwydiant. Yn ogystal, er mwyn gostwng y trothwy dethol ar gyfer gweithgynhyrchwyr electronig, bydd tueddiad datblygiad MOSFET i gyfeiriad modiwleiddio a phecynnu lefel system yn dod yn fwyfwy amlwg, a bydd cynhyrchion yn datblygu mewn modd cydgysylltiedig o ddimensiynau lluosog megis perfformiad a chost . Pecyn yw un o'r ffactorau cyfeirio pwysig ar gyfer dewis MOSFET. Mae gan wahanol gynhyrchion electronig ofynion trydanol gwahanol, ac mae gwahanol amgylcheddau gosod hefyd yn gofyn am fanylebau maint cyfatebol i'w bodloni. Mewn dewis gwirioneddol, dylid gwneud y penderfyniad yn unol â'r anghenion gwirioneddol o dan yr egwyddor gyffredinol. Mae rhai systemau electronig yn gyfyngedig gan faint y PCB ac uchder mewnol. Er enghraifft, mae cyflenwad pŵer modiwl systemau cyfathrebu fel arfer yn defnyddio pecynnau DFN5 * 6 a DFN3 * 3 oherwydd cyfyngiadau uchder; mewn rhai cyflenwadau pŵer ACDC, mae dyluniadau tra-denau neu oherwydd cyfyngiadau cregyn yn addas ar gyfer cydosod MOSFETs pŵer pecyn TO220. Ar yr adeg hon, gellir gosod y pinnau'n uniongyrchol yn y gwreiddyn, nad yw'n addas ar gyfer cynhyrchion wedi'u pecynnu TO247; mae rhai dyluniadau tra-denau yn ei gwneud yn ofynnol i'r pinnau dyfais gael eu plygu a'u gosod yn wastad, a fydd yn cynyddu cymhlethdod dewis MOSFET.
Sut i ddewis MOSFET
Dywedodd peiriannydd wrthyf unwaith nad oedd byth yn edrych ar dudalen gyntaf taflen ddata MOSFET oherwydd bod y wybodaeth "ymarferol" yn ymddangos ar yr ail dudalen yn unig a thu hwnt. Mae bron pob tudalen ar daflen ddata MOSFET yn cynnwys gwybodaeth werthfawr i ddylunwyr. Ond nid yw bob amser yn glir sut i ddehongli'r data a ddarperir gan weithgynhyrchwyr.
Mae'r erthygl hon yn amlinellu rhai o fanylebau allweddol MOSFETs, sut maent wedi'u nodi ar y daflen ddata, a'r darlun clir sydd ei angen arnoch i'w deall. Fel y mwyafrif o ddyfeisiau electronig, mae tymheredd gweithredu yn effeithio ar MOSFETs. Felly mae'n bwysig deall yr amodau prawf ar gyfer cymhwyso'r dangosyddion a grybwyllir. Mae hefyd yn hanfodol deall a yw'r dangosyddion a welwch yn y "Cyflwyniad Cynnyrch" yn werthoedd "uchafswm" neu "nodweddiadol", oherwydd nid yw rhai taflenni data yn ei gwneud yn glir.
Gradd foltedd
Y nodwedd sylfaenol sy'n pennu MOSFET yw ei foltedd ffynhonnell draen VDS, neu "foltedd dadelfennu ffynhonnell draen", sef y foltedd uchaf y gall y MOSFET ei wrthsefyll heb ddifrod pan fydd y giât yn fyr-gylchrededig i'r ffynhonnell a'r cerrynt draen. yw 250μA. . Gelwir VDS hefyd yn "foltedd uchaf absoliwt ar 25 ° C", ond mae'n bwysig cofio bod y foltedd absoliwt hwn yn dibynnu ar dymheredd, ac fel arfer mae "cyfernod tymheredd VDS" yn y daflen ddata. Mae angen i chi ddeall hefyd mai VDS uchaf yw'r foltedd DC ynghyd ag unrhyw bigau a chrychdonnau foltedd a all fod yn bresennol yn y gylched. Er enghraifft, os ydych chi'n defnyddio dyfais 30V ar gyflenwad pŵer 30V gyda pigyn 100mV, 5ns, bydd y foltedd yn fwy na therfyn uchaf absoliwt y ddyfais a gall y ddyfais fynd i mewn i'r modd eirlithriad. Yn yr achos hwn, ni ellir gwarantu dibynadwyedd y MOSFET. Ar dymheredd uchel, gall y cyfernod tymheredd newid y foltedd chwalu yn sylweddol. Er enghraifft, mae gan rai MOSFETau sianel N sydd â sgôr foltedd o 600V gyfernod tymheredd positif. Wrth iddynt nesáu at eu tymheredd cyffordd uchaf, mae'r cyfernod tymheredd yn achosi i'r MOSFETs hyn ymddwyn fel MOSFETs 650V. Mae rheolau dylunio llawer o ddefnyddwyr MOSFET yn gofyn am ffactor derynnol o 10% i 20%. Mewn rhai dyluniadau, gan ystyried bod y foltedd dadansoddi gwirioneddol 5% i 10% yn uwch na'r gwerth graddedig ar 25 ° C, bydd ymyl dylunio defnyddiol cyfatebol yn cael ei ychwanegu at y dyluniad gwirioneddol, sy'n fuddiol iawn i'r dyluniad. Yr un mor bwysig i'r dewis cywir o MOSFETs yw deall rôl y foltedd porth-ffynhonnell VGS yn ystod y broses dargludo. Y foltedd hwn yw'r foltedd sy'n sicrhau dargludiad llawn y MOSFET o dan amod RDS(ymlaen) uchaf penodol. Dyma pam mae'r ar-ymwrthedd bob amser yn gysylltiedig â lefel VGS, a dim ond ar y foltedd hwn y gellir troi'r ddyfais ymlaen. Canlyniad dylunio pwysig yw na allwch droi'r MOSFET ymlaen yn llawn gyda foltedd sy'n is na'r isafswm VGS a ddefnyddir i gyflawni'r sgôr RDS(ymlaen). Er enghraifft, i yrru MOSFET ymlaen yn llawn gyda microreolydd 3.3V, mae angen i chi allu troi'r MOSFET ymlaen yn VGS = 2.5V neu is.
Ar-wrthiant, tâl giât, a "ffigwr teilyngdod"
Mae ar-ymwrthedd MOSFET bob amser yn cael ei bennu ar un neu fwy o folteddau giât-i-ffynhonnell. Gall y terfyn RDS (ymlaen) uchaf fod 20% i 50% yn uwch na'r gwerth nodweddiadol. Mae terfyn uchaf RDS (ymlaen) fel arfer yn cyfeirio at y gwerth ar dymheredd cyffordd o 25 ° C. Ar dymheredd uwch, gall RDS(ymlaen) gynyddu 30% i 150%, fel y dangosir yn Ffigur 1. Gan fod RDS(ymlaen) yn newid gyda thymheredd ac ni ellir gwarantu'r isafswm gwerth gwrthiant, nid yw canfod cerrynt yn seiliedig ar RDS(on) yn dull cywir iawn.
Mae Ffigur 1 RDS (ymlaen) yn cynyddu gyda thymheredd yn yr ystod o 30% i 150% o'r tymheredd gweithredu uchaf
Mae ar-ymwrthedd yn bwysig iawn ar gyfer MOSFET sianel-N a sianel-P. Wrth newid cyflenwadau pŵer, mae Qg yn faen prawf dethol allweddol ar gyfer MOSFETs sianel N a ddefnyddir wrth newid cyflenwadau pŵer oherwydd bod Qg yn effeithio ar golledion newid. Mae dwy effaith i'r colledion hyn: un yw'r amser newid sy'n effeithio ar y MOSFET ymlaen ac i ffwrdd; y llall yw'r egni sydd ei angen i wefru cynhwysedd y giât yn ystod pob proses newid. Un peth i'w gadw mewn cof yw bod Qg yn dibynnu ar y foltedd porth-ffynhonnell, hyd yn oed os yw defnyddio Vgs is yn lleihau colledion newid. Fel ffordd gyflym o gymharu MOSFETs y bwriedir eu defnyddio wrth newid cymwysiadau, mae dylunwyr yn aml yn defnyddio fformiwla unigol sy'n cynnwys RDS(on) ar gyfer colledion dargludiad a Qg ar gyfer colledion newid: RDS(on)xQg. Mae'r "ffigur teilyngdod" (FOM) hwn yn crynhoi perfformiad y ddyfais ac yn caniatáu cymharu MOSFETs o ran gwerthoedd nodweddiadol neu uchafswm. Er mwyn sicrhau cymhariaeth gywir ar draws dyfeisiau, mae angen i chi sicrhau bod yr un VGS yn cael ei ddefnyddio ar gyfer RDS(on) a Qg, ac nad yw'r gwerthoedd nodweddiadol ac uchaf yn digwydd i gael eu cymysgu â'i gilydd yn y cyhoeddiad. Bydd FOM is yn rhoi gwell perfformiad i chi wrth newid ceisiadau, ond nid yw wedi'i warantu. Dim ond mewn cylched wirioneddol y gellir cael y canlyniadau cymharu gorau, ac mewn rhai achosion efallai y bydd angen mireinio'r gylched ar gyfer pob MOSFET. Cerrynt graddedig a gwasgariad pŵer, yn seiliedig ar wahanol amodau prawf, mae gan y mwyafrif o MOSFETs un neu fwy o gerrynt draen parhaus yn y daflen ddata. Byddwch am edrych ar y daflen ddata yn ofalus i ddarganfod a yw'r sgôr ar y tymheredd achos penodedig (ee TC = 25°C), neu'r tymheredd amgylchynol (ee TA = 25°C). Bydd pa un o'r gwerthoedd hyn sydd fwyaf perthnasol yn dibynnu ar nodweddion a chymhwysiad y ddyfais (gweler Ffigur 2).
Ffigur 2 Mae'r holl werthoedd cerrynt a phŵer mwyaf absoliwt yn ddata real
Ar gyfer dyfeisiau gosod arwyneb bach a ddefnyddir mewn dyfeisiau llaw, efallai mai'r lefel gyfredol fwyaf perthnasol yw tymheredd amgylchynol o 70 ° C. Ar gyfer offer mawr gyda sinciau gwres ac oeri aer gorfodol, gall y lefel gyfredol ar TA = 25 ℃ fod yn agosach at y sefyllfa wirioneddol. Ar gyfer rhai dyfeisiau, gall y marw drin mwy o gerrynt ar ei dymheredd cyffordd uchaf na therfynau'r pecyn. Mewn rhai taflenni data, mae'r lefel gyfredol "ddi-gyfyngedig" hon yn wybodaeth ychwanegol i'r lefel gyfredol "cyfyngedig", a all roi syniad i chi o gadernid y marw. Mae ystyriaethau tebyg yn berthnasol i afradu pŵer parhaus, sy'n dibynnu nid yn unig ar dymheredd ond hefyd ar amser. Dychmygwch ddyfais sy'n gweithredu'n barhaus ar PD = 4W am 10 eiliad ar TA = 70 ℃. Bydd yr hyn sy'n gyfystyr â chyfnod amser "parhaus" yn amrywio yn seiliedig ar y pecyn MOSFET, felly byddwch chi am ddefnyddio'r llain rhwystriant dros dro normal o'r daflen ddata i weld sut olwg sydd ar y gwasgariad pŵer ar ôl 10 eiliad, 100 eiliad, neu 10 munud. . Fel y dangosir yn Ffigur 3, mae cyfernod gwrthiant thermol y ddyfais arbenigol hon ar ôl pwls 10 eiliad tua 0.33, sy'n golygu, unwaith y bydd y pecyn yn cyrraedd dirlawnder thermol ar ôl tua 10 munud, mai dim ond 1.33W yw cynhwysedd afradu gwres y ddyfais yn lle 4W. . Er y gall cynhwysedd afradu gwres y ddyfais gyrraedd tua 2W o dan oeri da.
Ffigur 3 Gwrthiant thermol MOSFET pan fydd pwls pŵer yn cael ei gymhwyso
Mewn gwirionedd, gallwn rannu sut i ddewis MOSFET yn bedwar cam.
Y cam cyntaf: dewiswch sianel N neu sianel P
Y cam cyntaf wrth ddewis y ddyfais gywir ar gyfer eich dyluniad yw penderfynu a ddylid defnyddio MOSFET sianel N neu P-sianel. Mewn cymhwysiad pŵer nodweddiadol, pan fydd MOSFET wedi'i gysylltu â'r ddaear ac mae'r llwyth wedi'i gysylltu â'r foltedd prif gyflenwad, mae'r MOSFET yn ffurfio'r switsh ochr isel. Yn y switsh ochr isel, dylid defnyddio MOSFETs sianel N oherwydd ystyriaethau'r foltedd sydd ei angen i droi'r ddyfais i ffwrdd neu ymlaen. Pan fydd y MOSFET wedi'i gysylltu â'r bws a'i lwytho i'r ddaear, defnyddir switsh ochr uchel. Defnyddir MOSFETs sianel-P fel arfer yn y topoleg hon, sydd hefyd oherwydd ystyriaethau gyriant foltedd. I ddewis y ddyfais gywir ar gyfer eich cais, rhaid i chi benderfynu ar y foltedd sydd ei angen i yrru'r ddyfais a'r ffordd hawsaf i'w wneud yn eich dyluniad. Y cam nesaf yw pennu'r sgôr foltedd gofynnol, neu'r foltedd uchaf y gall y ddyfais ei wrthsefyll. Po uchaf yw'r sgôr foltedd, yr uchaf yw cost y ddyfais. Yn ôl profiad ymarferol, dylai'r foltedd graddedig fod yn fwy na'r foltedd prif gyflenwad neu'r foltedd bws. Bydd hyn yn darparu amddiffyniad digonol fel na fydd y MOSFET yn methu. Wrth ddewis MOSFET, mae angen pennu'r foltedd uchaf y gellir ei oddef o'r draen i'r ffynhonnell, hynny yw, yr uchafswm VDS. Mae'n bwysig gwybod y gall y foltedd uchaf y gall MOSFET wrthsefyll newidiadau gyda thymheredd. Rhaid i ddylunwyr brofi amrywiadau foltedd dros yr ystod tymheredd gweithredu cyfan. Rhaid i'r foltedd graddedig fod â digon o ymyl i gwmpasu'r ystod amrywiad hwn i sicrhau na fydd y gylched yn methu. Mae ffactorau diogelwch eraill y mae angen i beirianwyr dylunio eu hystyried yn cynnwys folteddau dros dro a achosir gan newid electroneg fel moduron neu drawsnewidyddion. Mae folteddau graddedig yn amrywio ar gyfer gwahanol gymwysiadau; yn nodweddiadol, 20V ar gyfer dyfeisiau cludadwy, 20-30V ar gyfer cyflenwadau pŵer FPGA, a 450-600V ar gyfer cymwysiadau 85-220VAC.
Cam 2: Darganfyddwch y cerrynt graddedig
Yr ail gam yw dewis gradd gyfredol y MOSFET. Yn dibynnu ar gyfluniad y gylched, dylai'r cerrynt graddedig hwn fod yr uchafswm cerrynt y gall y llwyth ei wrthsefyll o dan bob amgylchiad. Yn debyg i'r sefyllfa foltedd, rhaid i'r dylunydd sicrhau bod y MOSFET a ddewiswyd yn gallu gwrthsefyll y sgôr gyfredol hon, hyd yn oed pan fydd y system yn cynhyrchu pigau cyfredol. Y ddau gyflwr presennol a ystyrir yw modd di-dor a pigyn curiad y galon. Mewn modd dargludiad parhaus, mae'r MOSFET mewn cyflwr cyson, lle mae cerrynt yn llifo'n barhaus trwy'r ddyfais. Mae pigyn curiad y galon yn cyfeirio at ymchwydd mawr (neu gerrynt pigyn) sy'n llifo drwy'r ddyfais. Unwaith y bydd y cerrynt uchaf o dan yr amodau hyn wedi'i bennu, yn syml, mae'n fater o ddewis dyfais sy'n gallu trin y cerrynt mwyaf hwn. Ar ôl dewis y cerrynt graddedig, rhaid cyfrifo'r golled dargludiad hefyd. Mewn sefyllfaoedd gwirioneddol, nid yw MOSFET yn ddyfais ddelfrydol oherwydd mae colled ynni trydanol yn ystod y broses dargludiad, a elwir yn golled dargludiad. Mae MOSFET yn ymddwyn fel gwrthydd newidiol pan "ymlaen", sy'n cael ei bennu gan RDS(ON) y ddyfais ac yn newid yn sylweddol gyda thymheredd. Gellir cyfrifo colled pŵer y ddyfais gan Iload2 × RDS (ON). Gan fod yr ar-ymwrthedd yn newid gyda thymheredd, bydd y golled pŵer hefyd yn newid yn gymesur. Po uchaf yw'r foltedd VGS a roddir ar y MOSFET, y lleiaf fydd yr RDS(ON); i'r gwrthwyneb, po uchaf fydd yr RDS(ON). Ar gyfer y dylunydd system, dyma lle mae'r cyfaddawdau yn dod i mewn yn dibynnu ar foltedd y system. Ar gyfer dyluniadau cludadwy, mae'n haws (ac yn fwy cyffredin) defnyddio folteddau is, tra ar gyfer dyluniadau diwydiannol, gellir defnyddio folteddau uwch. Sylwch y bydd y gwrthiant RDS(ON) yn codi ychydig gyda cherrynt. Gellir dod o hyd i amrywiadau mewn paramedrau trydanol amrywiol y gwrthydd RDS (ON) yn y daflen ddata dechnegol a ddarperir gan y gwneuthurwr. Mae technoleg yn cael effaith sylweddol ar nodweddion dyfeisiau, oherwydd bod rhai technolegau'n tueddu i gynyddu RDS(ON) wrth gynyddu'r VDS uchaf. Ar gyfer technoleg o'r fath, os ydych chi'n bwriadu lleihau VDS ac RDS(ON), mae'n rhaid i chi gynyddu maint y sglodion, a thrwy hynny gynyddu maint y pecyn cyfatebol a chostau datblygu cysylltiedig. Mae yna nifer o dechnolegau yn y diwydiant sy'n ceisio rheoli'r cynnydd mewn maint sglodion, a'r pwysicaf ohonynt yw technolegau cydbwyso sianel a gwefr. Mewn technoleg ffosydd, mae ffos ddofn wedi'i hymgorffori yn y wafer, sydd fel arfer wedi'i chadw ar gyfer folteddau isel, i leihau'r RDS(ON) gwrth-ymwrthedd. Er mwyn lleihau effaith VDS uchaf ar RDS(ON), defnyddiwyd proses colofn twf epitaxial / colofn ysgythru yn ystod y broses ddatblygu. Er enghraifft, mae Fairchild Semiconductor wedi datblygu technoleg o'r enw SuperFET sy'n ychwanegu camau gweithgynhyrchu ychwanegol ar gyfer lleihau RDS(ON). Mae'r ffocws hwn ar RDS(ON) yn bwysig oherwydd wrth i foltedd dadelfennu MOSFET safonol gynyddu, mae RDS(ON) yn cynyddu'n esbonyddol ac yn arwain at gynnydd mewn maint marw. Mae'r broses SuperFET yn newid y berthynas esbonyddol rhwng RDS(ON) a maint wafferi yn berthynas llinol. Yn y modd hwn, gall dyfeisiau SuperFET gyflawni RDS(ON) isel delfrydol mewn meintiau marw bach, hyd yn oed gyda folteddau dadelfennu hyd at 600V. Y canlyniad yw y gellir lleihau maint wafferi hyd at 35%. Ar gyfer defnyddwyr terfynol, mae hyn yn golygu gostyngiad sylweddol ym maint y pecyn.
Cam Tri: Pennu Gofynion Thermol
Y cam nesaf wrth ddewis MOSFET yw cyfrifo gofynion thermol y system. Rhaid i ddylunwyr ystyried dwy senario wahanol, y senario waethaf a'r senario byd go iawn. Argymhellir defnyddio canlyniad y cyfrifiad achos gwaethaf, oherwydd mae'r canlyniad hwn yn darparu ymyl diogelwch mwy ac yn sicrhau na fydd y system yn methu. Mae yna hefyd rai data mesur sydd angen sylw ar daflen ddata MOSFET; megis yr ymwrthedd thermol rhwng cyffordd lled-ddargludyddion y ddyfais becynnu a'r amgylchedd, a'r tymheredd cyffordd uchaf. Mae tymheredd cyffordd y ddyfais yn hafal i'r tymheredd amgylchynol uchaf ynghyd â chynnyrch ymwrthedd thermol a gwasgariad pŵer (tymheredd cyffordd = tymheredd amgylchynol uchaf + [gwrthiant thermol × gwasgariad pŵer]). Yn ôl yr hafaliad hwn, gellir datrys afradu pŵer uchaf y system, sy'n hafal i I2 × RDS (ON) trwy ddiffiniad. Gan fod y dylunydd wedi pennu uchafswm y cerrynt a fydd yn mynd trwy'r ddyfais, gellir cyfrifo RDS (ON) ar wahanol dymereddau. Mae'n werth nodi, wrth ddelio â modelau thermol syml, bod yn rhaid i ddylunwyr hefyd ystyried cynhwysedd thermol y gyffordd / cas dyfais lled-ddargludyddion a'r cas / amgylchedd; mae hyn yn ei gwneud yn ofynnol nad yw'r bwrdd cylched printiedig a'r pecyn yn cynhesu ar unwaith. Mae dadansoddiad Avalanche yn golygu bod y foltedd gwrthdro ar y ddyfais lled-ddargludyddion yn fwy na'r gwerth mwyaf ac yn ffurfio maes trydan cryf i gynyddu'r cerrynt yn y ddyfais. Bydd y cerrynt hwn yn gwasgaru pŵer, yn cynyddu tymheredd y ddyfais, ac o bosibl yn niweidio'r ddyfais. Bydd cwmnïau lled-ddargludyddion yn cynnal profion eirlithriadau ar ddyfeisiau, yn cyfrifo eu foltedd eirlithriadau, neu'n profi cadernid y ddyfais. Mae dau ddull ar gyfer cyfrifo foltedd eirlithriad graddedig; mae un yn ddull ystadegol a'r llall yn gyfrifiad thermol. Defnyddir cyfrifiad thermol yn eang oherwydd ei fod yn fwy ymarferol. Mae llawer o gwmnïau wedi darparu manylion eu profi dyfais. Er enghraifft, mae Fairchild Semiconductor yn darparu "Canllawiau Avalanche Power MOSFET" (Canllawiau Avalanche Power MOSFET - gellir eu llwytho i lawr o wefan Fairchild). Yn ogystal â chyfrifiadura, mae technoleg hefyd yn cael dylanwad mawr ar effaith eirlithriadau. Er enghraifft, mae cynnydd mewn maint marw yn cynyddu ymwrthedd eirlithriadau ac yn y pen draw yn cynyddu cadernid dyfeisiau. Ar gyfer defnyddwyr terfynol, mae hyn yn golygu defnyddio pecynnau mwy yn y system.
Cam 4: Penderfynu perfformiad switsh
Y cam olaf wrth ddewis MOSFET yw pennu perfformiad newid y MOSFET. Mae yna lawer o baramedrau sy'n effeithio ar berfformiad newid, ond y rhai pwysicaf yw cynhwysedd giât / draen, giât / ffynhonnell a chynhwysedd draen / ffynhonnell. Mae'r cynwysyddion hyn yn creu colledion newid yn y ddyfais oherwydd codir tâl arnynt bob tro y byddant yn newid. Felly mae cyflymder newid y MOSFET yn cael ei leihau, ac mae effeithlonrwydd y ddyfais hefyd yn cael ei leihau. I gyfrifo cyfanswm y colledion mewn dyfais yn ystod y switsio, rhaid i'r dylunydd gyfrifo'r colledion yn ystod troi ymlaen (Eon) a'r colledion yn ystod y diffodd (Eoff). Gellir mynegi cyfanswm pŵer y switsh MOSFET gan yr hafaliad canlynol: Psw = (Eon + Eoff) × amlder newid. Y tâl giât (Qgd) sy'n cael yr effaith fwyaf ar berfformiad newid. Yn seiliedig ar bwysigrwydd perfformiad newid, mae technolegau newydd yn cael eu datblygu'n gyson i ddatrys y broblem newid hon. Mae cynyddu maint sglodion yn cynyddu tâl giât; mae hyn yn cynyddu maint y ddyfais. Er mwyn lleihau colledion newid, mae technolegau newydd megis ocsidiad gwaelod trwchus sianel wedi dod i'r amlwg, gyda'r nod o leihau tâl giât. Er enghraifft, gall y dechnoleg newydd SuperFET leihau colledion dargludiad a gwella perfformiad newid trwy leihau RDS(ON) a thâl giât (Qg). Yn y modd hwn, gall MOSFETs ymdopi â throsolion foltedd cyflym (dv/dt) a throsolion cerrynt (di/dt) yn ystod y newid, a gallant hyd yn oed weithredu'n ddibynadwy ar amleddau switsio uwch.
Amser post: Hydref-23-2023
