MOS管是半導(dǎo)體場效應(yīng)管的簡稱。和MOS管相關(guān)的,大多數(shù)是與封裝有關(guān)的問題。在一些條件相同的條件下,目前主流的幾種封裝其實是存在著一定的限制的。那么這些限制都有哪些,由如何尋找出突破呢?
目前幾種主流的封裝中存在著如下幾種限制:
封裝電感
內(nèi)部焊線框架內(nèi)的漏極、源極和柵極連接處會產(chǎn)生寄生電感。而源漏極電感將會以共源電感形式出現(xiàn)在電路中,將會影響MOSFET的
開關(guān)速度。
封裝電阻
MOSFET在導(dǎo)通時電阻即Rdson,這個電阻主要包括芯片內(nèi)電阻和封裝電阻。其中焊線等引入的封裝電阻會因焊線數(shù)量的不同而有很大不同。
PN結(jié)到PCB的熱阻
源極的熱傳導(dǎo)路徑:芯片>焊線>外部引腳>PCB板,較長的熱傳導(dǎo)路徑必然引起高熱阻,且焊線較細(xì)較長,封裝熱阻會更高。
PN結(jié)到外殼的熱阻
例如,標(biāo)準(zhǔn)的SO-8器件是塑封材料完全包封,由于塑料是熱的不良導(dǎo)體,芯片到封裝外殼的熱傳導(dǎo)很差。
改善的必要性
下面我們用例子說明一下改善這幾方面的必要性。
圖1
微處理器供電為例子,這是一個較為典型的BUCK同步整流的例子。簡單分析可知。現(xiàn)時CPU的工作頻率已經(jīng)由MHz級轉(zhuǎn)向GHz 級,工作電壓為1.3V 左右。要求到供電電源上到MHz級電磁干擾在可控范圍,輸出電流0A~50A(考慮到筆記本電腦或平板電腦從“睡眠”到“大運(yùn)算工作”,正常工作電流10A~20A)。其典型輸入電壓為7.5V 到21V,電路中控制和續(xù)流用的功率器件普遍采用30V 的MOSFET。如圖1所示。
此類電源系統(tǒng)的總體能效一般會要求在95%以上。