Loye MOSFET ninu iwe kan

Awọn ẹrọ semikondokito agbara jẹ lilo pupọ ni ile-iṣẹ, agbara, ologun ati awọn aaye miiran, ati ni ipo ilana giga. Jẹ ki a wo aworan gbogbogbo ti awọn ẹrọ agbara lati aworan kan:

Awọn ẹrọ semikondokito agbara le pin si iru kikun, iru iṣakoso ologbele ati iru ti kii ṣe iṣakoso ni ibamu si iwọn iṣakoso ti awọn ifihan agbara Circuit. Tabi ni ibamu si awọn ohun-ini ifihan agbara ti iyika awakọ, o le pin si iru ti nfa foliteji, iru-iwakọ lọwọlọwọ, ati bẹbẹ lọ.

Iyasọtọ	iru	Awọn ẹrọ semikondokito agbara pato
Controllability ti itanna awọn ifihan agbara	Ologbele-dari iru	SCR
	Iṣakoso ni kikun	GTO, GTR, MOSFET, IGBT
	Aiṣakoso	Diode agbara
Awọn ohun-ini ifihan agbara awakọ	Foliteji ìṣó iru	IGBT, MOSFET, SITH
Awọn ohun-ini ifihan agbara awakọ	Lọwọlọwọ ìṣó iru	SCR, GTO, GTR
Munadoko ifihan agbara igbi	Pulse okunfa iru	SCR, GTO
Munadoko ifihan agbara igbi	Itanna Iṣakoso iru	GTR, MOSFET, IGBT
Awọn ipo ninu eyiti awọn elekitironi ti n gbe lọwọlọwọ kopa	bipolar ẹrọ	Diode agbara, SCR, GTO, GTR, BSIT, BJT
	Unipolar ẹrọ	MOSFET, joko
	Ẹrọ akojọpọ	MCT, IGBT, SITH ati IGCT

Awọn ẹrọ semikondokito agbara oriṣiriṣi ni awọn abuda oriṣiriṣi bii foliteji, agbara lọwọlọwọ, agbara ikọlu, ati iwọn. Ni lilo gangan, awọn ẹrọ ti o yẹ nilo lati yan ni ibamu si awọn aaye oriṣiriṣi ati awọn iwulo.

Awọn abuda oriṣiriṣi ti awọn ẹrọ semikondokito agbara oriṣiriṣi

Ile-iṣẹ semikondokito ti lọ nipasẹ awọn iran mẹta ti awọn ayipada ohun elo lati ibimọ rẹ. Titi di isisiyi, ohun elo semikondokito akọkọ ti o jẹ aṣoju nipasẹ Si tun jẹ lilo ni aaye ti awọn ẹrọ semikondokito agbara.

Semikondokito ohun elo		Bandgap (eV)	Ibi yo(K)	akọkọ ohun elo
Awọn ohun elo semikondokito iran 1	Ge	1.1	1221	Foliteji kekere, igbohunsafẹfẹ kekere, awọn transistors agbara alabọde, awọn olutọpa fọto
Awọn ohun elo semikondokito iran 2nd	Si	0.7	Ọdun 1687
Awọn ohun elo semikondokito iran 3rd	GAA	1.4	1511	Makirowefu, awọn ohun elo igbi millimeter, awọn ẹrọ ti njade ina
	SiC	3.05	2826	1. Iwọn otutu ti o ga julọ, igbohunsafẹfẹ giga, awọn ohun elo ti o ni agbara-itọkasi 2. Bulu, ite, awọn diodes ina-emitting violet, awọn lasers semikondokito
	GAN	3.4	Ọdun 1973
	AIN	6.2	2470
	C	5.5	3800
	ZnO	3.37	2248

Ṣe akopọ awọn abuda ti iṣakoso ologbele ati awọn ẹrọ agbara iṣakoso ni kikun:

Iru ẹrọ	SCR	GTR	MOSFET	IGBT
Iṣakoso iru	Opolu okunfa	Iṣakoso lọwọlọwọ	foliteji Iṣakoso	fiimu aarin
ara-tiipa ila	Tiipa commutation	ara-tiipa ẹrọ	ara-tiipa ẹrọ	ara-tiipa ẹrọ
ṣiṣẹ igbohunsafẹfẹ	1khz	30kz	20khz-Mhz	40 khz
Agbara wiwakọ	kekere	nla	kekere	kekere
yi pada adanu	nla	nla	nla	nla
isonu ifọnọhan	kekere	kekere	nla	kekere
Foliteji ati lọwọlọwọ ipele	最大	nla	o kere ju	siwaju sii
Awọn ohun elo aṣoju	Alapapo fifa irọbi igbohunsafẹfẹ alabọde	UPS oluyipada igbohunsafẹfẹ	yi pada ipese agbara	UPS oluyipada igbohunsafẹfẹ
owo	ni asuwon ti	isalẹ	ni aarin	Julọ gbowolori
ipa awose conductance	ni	ni	ko si	ni

Gba lati mọ MOSFETs

MOSFET ni idiwọ titẹ sii giga, ariwo kekere, ati iduroṣinṣin igbona to dara; o ni ilana iṣelọpọ ti o rọrun ati itankalẹ ti o lagbara, nitorinaa a maa n lo ni awọn iyika ampilifaya tabi awọn iyika iyipada;

(1) Awọn aye yiyan akọkọ: foliteji orisun orisun omi VDS (fojusi foliteji), lọwọlọwọ jijo ID lemọlemọfún, RDS(lori) on-resistance, Ciss input capacitance (agbara ipapọ), ifosiwewe didara FOM = Ron * Qg, ati bẹbẹ lọ.

(2) Ni ibamu si awọn ilana ti o yatọ, o ti pin si TrenchMOS: trench MOSFET, paapaa ni aaye folti kekere laarin 100V; SGT (Pipin Ẹnubodè) MOSFET: pipin ẹnu-bode MOSFET, o kun ninu awọn alabọde ati kekere foliteji aaye laarin 200V; SJ MOSFET: Super junction MOSFET, o kun ninu awọn High foliteji aaye 600-800V;

Ni ipese agbara ti n yipada, gẹgẹbi iṣipopada-iṣiro-ṣiṣan, ṣiṣan ti wa ni asopọ si fifuye ti o wa, eyi ti a npe ni ṣiṣi-iṣiro. Ninu iyika ṣiṣan-ṣii, laibikita bawo ni foliteji fifuye ti sopọ, lọwọlọwọ fifuye le wa ni titan ati pipa. O ti wa ni ẹya bojumu afọwọṣe yi pada ẹrọ. Eyi ni ilana MOSFET bi ẹrọ iyipada.

Ni awọn ofin ti ipin ọja, MOSFETs fẹrẹ jẹ gbogbo ogidi ni ọwọ awọn aṣelọpọ kariaye pataki. Lara wọn, Infineon gba IR (Amẹrika International Rectifier Company) ni ọdun 2015 o si di oludari ile-iṣẹ. ON Semiconductor tun pari imudani ti Fairchild Semiconductor ni Oṣu Kẹsan 2016. , ipin ọja naa fo si ipo keji, lẹhinna awọn ipo tita ni Renesas, Toshiba, IWC, ST, Vishay, Anshi, Magna, ati bẹbẹ lọ;

Awọn ami iyasọtọ MOSFET akọkọ ti pin si ọpọlọpọ jara: Amẹrika, Japanese ati Korean.

American jara: Infineon, IR, Fairchild, ON Semikondokito, ST, TI, PI, AOS, ati be be lo .;

Japanese: Toshiba, Renesas, ROHM, ati bẹbẹ lọ;

Korean jara: Magna, KEC, AUK, Morina Hiroshi, Shinan, KIA

MOSFET package isori

Ni ibamu si awọn ọna ti o ti fi sori ẹrọ lori PCB ọkọ, nibẹ ni o wa meji akọkọ orisi ti MOSFET jo: plug-in (Nipasẹ Iho) ati dada òke (Surface Mount). o

Iru plug-in tumọ si pe awọn pinni MOSFET kọja nipasẹ awọn iho iṣagbesori ti igbimọ PCB ati pe wọn ṣe welded si igbimọ PCB. Awọn idii plug-in ti o wọpọ pẹlu: package inu ila-meji (DIP), package ila ila transistor (TO), ati package grid array (PGA).

Iṣakojọpọ plug-in

Iṣagbesori dada ni ibiti MOSFET pinni ati flange itujade ooru ti wa ni welded si awọn paadi lori oju ti igbimọ PCB. Aṣoju awọn idii oke dada pẹlu: ilana transistor (D-PAK), transistor itla kekere (SOT), package laini kekere (SOP), package quad flat (QFP), pilasi ti o ni asiwaju ṣiṣu (PLCC), abbl.

dada òke package

Pẹlu idagbasoke ti imọ-ẹrọ, awọn igbimọ PCB gẹgẹbi awọn modaboudu ati awọn kaadi eya aworan lo lọwọlọwọ ko kere si ati kere si iṣakojọpọ plug-in taara, ati pe o ti lo iṣakojọpọ oke dada diẹ sii.

1. Apo inu ila-meji (DIP)

Apo DIP naa ni awọn ori ila meji ti awọn pinni ati pe o nilo lati fi sii sinu iho-pipẹ kan pẹlu eto DIP kan. Ọna itọsẹ rẹ jẹ SDIP (DIP DIP), eyiti o jẹ idii idii-meji-ni-papọ. Awọn iwuwo pinni jẹ awọn akoko 6 ti o ga ju ti DIP lọ.

Awọn fọọmu igbekalẹ DIP pẹlu: olona-Layer seramiki meji-ni-ila DIP, seramiki meji-ni-ila DIP, fireemu asiwaju DIP (pẹlu gilasi-seramiki lilẹ iru, ṣiṣu encapsulation be iru, seramiki kekere-yo gilasi encapsulation Iru) ati bẹbẹ lọ Awọn abuda ti apoti DIP ni pe o le ni irọrun mọ nipasẹ alurinmorin iho ti awọn igbimọ PCB ati pe o ni ibamu daradara pẹlu modaboudu.

Sibẹsibẹ, nitori agbegbe iṣakojọpọ ati sisanra jẹ iwọn ti o tobi pupọ, ati pe awọn pinni ti bajẹ ni rọọrun lakoko pilogi ati ilana yiyọ kuro, igbẹkẹle ko dara. Ni akoko kanna, nitori ipa ti ilana naa, nọmba awọn pinni ni gbogbogbo ko kọja 100. Nitorinaa, ninu ilana isọdọkan giga ti ile-iṣẹ itanna, apoti DIP ti yọkuro diẹdiẹ lati ipele ti itan.

2. Apo Ila Transistor (TO)

Awọn alaye iṣakojọpọ ni kutukutu, gẹgẹbi TO-3P, TO-247, TO-92, TO-92L, TO-220, TO-220F, TO-251, ati bẹbẹ lọ jẹ gbogbo awọn apẹrẹ awọn apoti ifibọ.

TO-3P/247: O jẹ fọọmu iṣakojọpọ ti o wọpọ fun foliteji alabọde-giga ati MOSFET lọwọlọwọ-giga. Awọn ọja ni o ni awọn abuda kan ti ga withstand foliteji ati ki o lagbara didenukole resistance.

TO-220/220F: TO-220F ni kikun ṣiṣu package, ati nibẹ ni ko si ye lati fi ohun idabobo pad nigba fifi o lori kan imooru; TO-220 ni a irin dì ti a ti sopọ si arin pinni, ati awọn ẹya insulating pad wa ni ti beere nigba fifi imooru. Awọn MOSFET ti awọn aza package meji wọnyi ni awọn irisi ti o jọra ati pe o le ṣee lo ni paarọ.

TO-251: Ọja akopọ yii jẹ lilo ni akọkọ lati dinku awọn idiyele ati dinku iwọn ọja. O ti lo ni akọkọ ni awọn agbegbe pẹlu foliteji alabọde ati lọwọlọwọ giga ni isalẹ 60A ati foliteji giga ni isalẹ 7N.

TO-92: A lo package yii nikan fun MOSFET kekere-foliteji (lọwọlọwọ ni isalẹ 10A, duro foliteji ni isalẹ 60V) ati 1N60 / 65 giga-voltage, lati le dinku awọn idiyele.

Ni awọn ọdun aipẹ, nitori idiyele alurinmorin giga ti ilana iṣakojọpọ plug-in ati iṣẹ ṣiṣe itusilẹ ooru ti o kere si awọn ọja iru-ọja, ibeere ni ọja oke nla ti tẹsiwaju lati pọ si, eyiti o tun yori si idagbasoke ti apoti TO sinu dada òke apoti.

TO-252 (ti a tun pe ni D-PAK) ati TO-263 (D2PAK) jẹ awọn idii oke oke mejeeji.

TO package ọja irisi

TO252/D-PAK jẹ package chirún ṣiṣu kan, eyiti o jẹ lilo nigbagbogbo fun iṣakojọpọ awọn transistors agbara ati awọn eerun iduroṣinṣin foliteji. O jẹ ọkan ninu awọn idii ojulowo lọwọlọwọ. MOSFET ti nlo ọna iṣakojọpọ yii ni awọn amọna mẹta, ẹnu-ọna (G), sisan (D), ati orisun (S). Pinni sisan (D) ti ge kuro ko si lo. Dipo, awọn ooru rii lori pada ti wa ni lo bi awọn sisan (D), eyi ti o ti wa ni taara welded si PCB. Ni ọna kan, o ti lo lati gbejade awọn ṣiṣan nla, ati ni apa keji, o npa ooru kuro nipasẹ PCB. Nitorinaa, awọn paadi D-PAK mẹta wa lori PCB, ati paadi sisan (D) tobi. Awọn pato apoti rẹ jẹ bi atẹle:

TO-252/D-PAK package iwọn pato

TO-263 jẹ iyatọ ti TO-220. O jẹ apẹrẹ akọkọ lati mu ilọsiwaju iṣelọpọ ṣiṣẹ ati itujade ooru. O atilẹyin lalailopinpin giga lọwọlọwọ ati foliteji. O wọpọ julọ ni alabọde-foliteji giga-lọwọlọwọ MOSFET ni isalẹ 150A ati loke 30V. Ni afikun si D2PAK (TO-263AB), o tun pẹlu TO263-2, TO263-3, TO263-5, TO263-7 ati awọn aza miiran, eyiti o jẹ abẹlẹ si TO-263, nipataki nitori nọmba oriṣiriṣi ati ijinna ti awọn pinni. .

TO-263/D2PAK package iwọn sipesifikesonus

3. Pipọ akopọ grid (PGA)

Nibẹ ni o wa ọpọ square orun pinni inu ati ita PGA (Pin Grid Array Package) ërún. Kọọkan square orun pin ti wa ni idayatọ ni kan awọn ijinna ni ayika ërún. Da lori awọn nọmba ti awọn pinni, o le ti wa ni akoso sinu 2 to 5 iyika. Lakoko fifi sori ẹrọ, kan fi ërún sinu iho PGA pataki. O ni awọn anfani ti o rọrun plugging ati unplugging ati ki o ga dede, ati ki o le orisirisi si si ti o ga nigbakugba.

PGA package ara

Pupọ julọ awọn sobusitireti chirún rẹ jẹ ohun elo seramiki, diẹ ninu awọn lo resini ṣiṣu pataki bi sobusitireti. Ni awọn ofin ti imọ-ẹrọ, ijinna aarin pin jẹ nigbagbogbo 2.54mm, ati nọmba awọn pinni wa lati 64 si 447. Iwa ti iru apoti ni pe agbegbe agbegbe ti o kere ju (iwọn didun), dinku agbara agbara (iṣẹ ṣiṣe). ) o le duro, ati ni idakeji. Ara iṣakojọpọ ti awọn eerun igi jẹ wọpọ diẹ sii ni awọn ọjọ ibẹrẹ, ati pe a lo pupọ julọ fun iṣakojọpọ awọn ọja lilo agbara giga gẹgẹbi awọn CPUs. Fun apẹẹrẹ, Intel's 80486 ati Pentium gbogbo lo aṣa iṣakojọpọ yii; kii ṣe gbigba pupọ nipasẹ awọn aṣelọpọ MOSFET.

4. Package Transistor Ila Kekere (SOT)

SOT (Small Out-Line Transistor) jẹ iru patch iru kekere agbara transistor package, o kun pẹlu SOT23, SOT89, SOT143, SOT25 (ie SOT23-5), ati be be SOT323, SOT363/SOT26 (ie SOT23-6) ati awọn miiran orisi ni o wa ti ari, eyiti o kere si ni iwọn ju awọn idii TO.

SOT package iru

SOT23 jẹ package transistor ti o wọpọ pẹlu awọn pinni ti o ni iyẹ-apa mẹta, eyun agbowọ, emitter ati ipilẹ, eyiti a ṣe atokọ ni ẹgbẹ mejeeji ti ẹgbẹ gigun ti paati naa. Lara wọn, emitter ati ipilẹ wa ni ẹgbẹ kanna. Wọn wọpọ ni awọn transistors agbara kekere, awọn transistors ipa aaye ati awọn transistors apapo pẹlu awọn nẹtiwọọki resistor. Won ni ti o dara agbara sugbon ko dara solderability. Hihan ti han ni Figure (a) ni isalẹ.

SOT89 ni o ni meta kukuru pinni pin lori ọkan ninu awọn ẹgbẹ transistor. Apa keji jẹ ifọwọ ooru irin ti a ti sopọ si ipilẹ lati mu agbara itusilẹ ooru pọ si. O jẹ wọpọ ni awọn transistors oke dada agbara silikoni ati pe o dara fun awọn ohun elo agbara giga. Hihan ti han ni Figure (b) ni isalẹ.

SOT143 ni awọn pinni kukuru kukuru mẹrin, eyiti a mu jade lati ẹgbẹ mejeeji. Awọn anfani opin ti awọn pin ni awọn-odè. Iru package jẹ wọpọ ni awọn transistors igbohunsafẹfẹ-giga, ati irisi rẹ han ni Nọmba (c) ni isalẹ.

SOT252 jẹ transistor ti o ni agbara giga pẹlu awọn pinni mẹta ti o yorisi lati ẹgbẹ kan, ati pe pin arin kuru ati pe o jẹ olugba. Sopọ si awọn ti o tobi pinni ni awọn miiran opin, eyi ti o jẹ a Ejò dì fun ooru wọbia, ati awọn oniwe-irisi ti wa ni bi han ni Figure (d) ni isalẹ.

Wọpọ SOT package irisi lafiwe

Mẹrin-ebute SOT-89 MOSFET jẹ lilo nigbagbogbo lori awọn modaboudu. Awọn pato ati awọn iwọn rẹ jẹ bi atẹle:

SOT-89 MOSFET iwọn pato (kuro: mm)

5. Package Ila Kekere (SOP)

SOP (Package Out-Laini Kekere) jẹ ọkan ninu awọn idii oke oke, ti a tun pe ni SOL tabi DFP. Awọn pinni ti wa ni kale lati awọn mejeji ti awọn package ni a seagull apakan apẹrẹ (L apẹrẹ). Awọn ohun elo jẹ ṣiṣu ati seramiki. Awọn ajohunše apoti SOP pẹlu SOP-8, SOP-16, SOP-20, SOP-28, ati bẹbẹ lọ Nọmba lẹhin SOP tọka nọmba awọn pinni. Pupọ julọ awọn idii MOSFET SOP gba awọn pato SOP-8. Ilé-iṣẹ́ náà sábà máa ń yọ “P” sílẹ̀ tí wọ́n sì ń kéde rẹ̀ gẹ́gẹ́ bí SO (Laini Kekere).

SOP-8 package iwọn

SO-8 jẹ idagbasoke akọkọ nipasẹ Ile-iṣẹ PHILIP. O ti wa ni akopọ ninu ṣiṣu, ko ni itusilẹ ooru ni isalẹ awo, ati pe ko ni itọ ooru ti ko dara. O jẹ lilo ni gbogbogbo fun awọn MOSFET agbara kekere. Lẹyìn náà, boṣewa ni pato bi TSOP (Thin Kekere atokan Package), VSOP (Gan Kekere atokan Package), SSOP (Shrink SOP), TSSOP (Thin Shrink SOP), ati be be lo. laarin wọn, TSOP ati TSSOP ni a lo nigbagbogbo ni apoti MOSFET.

Awọn pato ti ari SOP ti a lo fun awọn MOSFET

6. Apo Alapin Quad (QFP)

Aaye laarin awọn pinni ërún ni QFP (Ṣiṣu Quad Flat Package) package jẹ kekere pupọ ati pe awọn pinni jẹ tinrin pupọ. O ti wa ni gbogbo lo ni o tobi-asekale tabi olekenka-tobi ese iyika, ati awọn nọmba ti pinni ni gbogbo siwaju sii ju 100. Awọn eerun dipo ni yi fọọmu gbọdọ lo SMT dada iṣagbesori ọna ẹrọ to a ta ërún si modaboudu. Ọna iṣakojọpọ yii ni awọn abuda pataki mẹrin: ① O dara fun imọ-ẹrọ iṣagbesori dada SMD lati fi sori ẹrọ onirin lori awọn igbimọ Circuit PCB; ② O dara fun lilo igbohunsafẹfẹ giga; ③ O rọrun lati ṣiṣẹ ati pe o ni igbẹkẹle giga; ④ Ipin laarin agbegbe ërún ati agbegbe apoti jẹ kekere. Bii ọna iṣakojọpọ PGA, ọna iṣakojọpọ yii fi ipari si ërún ninu package ṣiṣu kan ati pe ko le tu ooru ti ipilẹṣẹ silẹ nigbati chirún ba n ṣiṣẹ ni akoko ti akoko. O ṣe ihamọ ilọsiwaju ti iṣẹ MOSFET; ati awọn apoti ṣiṣu funrararẹ mu iwọn ẹrọ naa pọ si, eyiti ko ni ibamu pẹlu awọn ibeere fun idagbasoke ti awọn semikondokito ni itọsọna ti jije ina, tinrin, kukuru, ati kekere. Ni afikun, iru ọna iṣakojọpọ yii da lori chirún kan, eyiti o ni awọn iṣoro ti iṣelọpọ iṣelọpọ kekere ati idiyele idii giga. Nitorinaa, QFP dara julọ fun lilo ni awọn iyika kannaa oni-nọmba LSI bii microprocessors / awọn ọna ẹnu-ọna, ati pe o tun dara fun iṣakojọpọ awọn ọja iyika LSI afọwọṣe bii sisẹ ifihan agbara VTR ati sisẹ ifihan ohun ohun.

7, Apo alapin Quad pẹlu ko si awọn itọsọna (QFN)

package QFN (Quad Flat Non-leaded) ni ipese pẹlu awọn olubasọrọ elekiturodu ni gbogbo awọn ẹgbẹ mẹrin. Niwọn igba ti ko si awọn itọsọna, agbegbe iṣagbesori kere ju QFP ati giga jẹ kekere ju QFP lọ. Lara wọn, seramiki QFN tun ni a npe ni LCC (Leadless Chip Carriers), ati kekere-iye owo ṣiṣu QFN lilo gilasi iposii resini tejede sobusitireti ohun elo ti a npe ni ṣiṣu LCC, PCLC, P-LCC, bbl O jẹ ẹya nyoju dada òke ërún apoti. imọ-ẹrọ pẹlu iwọn paadi kekere, iwọn kekere, ati ṣiṣu bi ohun elo lilẹ. QFN jẹ lilo akọkọ fun iṣakojọpọ iyika iṣọpọ, ati MOSFET kii yoo lo. Sibẹsibẹ, nitori Intel dabaa awakọ iṣọpọ ati ojutu MOSFET, o ṣe ifilọlẹ DrMOS ni package QFN-56 (“56” tọka si awọn pinni asopọ 56 lori ẹhin chirún naa).

O yẹ ki o ṣe akiyesi pe package QFN ni iṣeto ni itagbangba itagbangba kanna bi package ila ila kekere ti o kere ju (TSSOP), ṣugbọn iwọn rẹ jẹ 62% kere ju TSSOP. Gẹgẹbi data awoṣe QFN, iṣẹ ṣiṣe igbona rẹ jẹ 55% ti o ga ju ti iṣakojọpọ TSSOP, ati iṣẹ itanna (inductance ati agbara) jẹ 60% ati 30% ga ju apoti TSSOP lọ ni atele. Ibanujẹ nla julọ ni pe o ṣoro lati tunṣe.

DrMOS ni QFN-56 package

Iyatọ ti aṣa DC/DC awọn ipese agbara iyipada-isalẹ ko le pade awọn ibeere fun iwuwo agbara giga, tabi wọn ko le yanju iṣoro ti awọn ipa paramita parasitic ni awọn igbohunsafẹfẹ iyipada giga. Pẹlu ĭdàsĭlẹ ati ilọsiwaju ti imọ-ẹrọ, o ti di otitọ lati ṣepọ awọn awakọ ati MOSFET lati kọ awọn modulu-pupọ pupọ. Ọna iṣọpọ yii le ṣafipamọ aaye akude ati mu iwuwo agbara agbara pọ si. Nipasẹ iṣapeye ti awọn awakọ ati MOSFET, o ti di otito. Iṣiṣẹ agbara ati lọwọlọwọ DC ti o ni agbara giga, eyi ni awakọ iṣiṣẹpọ DrMOS IC.

Renesas 2nd iran DrMOS

Apo-aini-asiwaju QFN-56 jẹ ki ikọlu igbona DrMOS kere pupọ; pẹlu ti abẹnu waya imora ati Ejò agekuru oniru, ita PCB onirin le ti wa ni o ti gbe sėgbė, nitorina atehinwa inductance ati resistance. Ni afikun, ilana MOSFET ohun alumọni-ikanni ti o jinlẹ ti a lo tun le dinku adaṣe ni pataki, iyipada ati awọn adanu idiyele ẹnu-ọna; o ni ibamu pẹlu ọpọlọpọ awọn olutona, o le ṣaṣeyọri awọn ọna ṣiṣe ti o yatọ, ati atilẹyin ipo iyipada alakoso ti nṣiṣe lọwọ APS (Iyipada Alakoso Aifọwọyi). Ni afikun si apoti QFN, iṣakojọpọ alapin alapin alapin (DFN) tun jẹ ilana iṣakojọpọ itanna tuntun ti o ti lo ni ọpọlọpọ awọn paati ti ON Semiconductor. Ti a ṣe afiwe pẹlu QFN, DFN ni awọn amọna amọ-jade diẹ ni ẹgbẹ mejeeji.

8,Ẹni-kẹkẹ ti o jẹ asiwaju Ṣiṣu (PLCC)

PLCC (Plastic Quad Flat Package) ni apẹrẹ onigun mẹrin ati pe o kere pupọ ju package DIP lọ. O ni awọn pinni 32 pẹlu awọn pinni ni ayika. Awọn pinni ni a mu jade lati awọn ẹgbẹ mẹrin ti package ni apẹrẹ T. O jẹ ọja ṣiṣu. Ijinna aarin pin jẹ 1.27mm, ati nọmba awọn pinni awọn sakani lati 18 si 84. Awọn pinni ti o ni apẹrẹ J ko ni irọrun ni irọrun ati rọrun lati ṣiṣẹ ju QFP lọ, ṣugbọn ayewo irisi lẹhin alurinmorin jẹ nira sii. Iṣakojọpọ PLCC dara fun fifi sori ẹrọ onirin lori PCB nipa lilo imọ-ẹrọ iṣagbesori dada SMT. O ni awọn anfani ti iwọn kekere ati igbẹkẹle giga. Iṣakojọpọ PLCC jẹ eyiti o wọpọ ati pe a lo ninu imọ-jinlẹ LSI, DLD (tabi ẹrọ kannaa eto) ati awọn iyika miiran. Fọọmu apoti yii ni a maa n lo ni modaboudu BIOS, ṣugbọn lọwọlọwọ ko wọpọ ni MOSFET.

Encapsulation ati ilọsiwaju fun atijo katakara

Nitori aṣa idagbasoke ti foliteji kekere ati lọwọlọwọ giga ninu awọn CPUs, MOSFETs nilo lati ni lọwọlọwọ iṣelọpọ nla, kekere lori resistance, iran ooru kekere, itusilẹ ooru iyara, ati iwọn kekere. Ni afikun si imudarasi imọ-ẹrọ iṣelọpọ ërún ati awọn ilana, awọn aṣelọpọ MOSFET tun tẹsiwaju lati mu ilọsiwaju imọ-ẹrọ apoti. Lori ipilẹ ibamu pẹlu awọn pato hihan boṣewa, wọn daba awọn apẹrẹ apoti tuntun ati forukọsilẹ awọn orukọ iṣowo fun awọn idii tuntun ti wọn dagbasoke.

1, RENESAS WPAK, LFPAK ati LFPAK-I jo

WPAK jẹ package itankalẹ ooru giga ti o dagbasoke nipasẹ Renesas. Nipa fara wé D-PAK package, awọn ërún ooru rii ti wa ni welded si modaboudu, ati awọn ooru ti wa ni tan kaakiri nipasẹ awọn modaboudu, ki awọn kekere package WPAK tun le de ọdọ awọn ti o wu lọwọlọwọ D-PAK. Awọn akopọ WPAK-D2 meji giga / kekere MOSFET lati dinku inductance onirin.

Renesas WPAK package iwọn

LFPAK ati LFPAK-I jẹ awọn idii ifosiwewe fọọmu kekere meji miiran ti o dagbasoke nipasẹ Renesas ti o ni ibamu pẹlu SO-8. LFPAK jẹ iru si D-PAK, ṣugbọn o kere ju D-PAK lọ. LFPAK-i gbe igbona gbigbo si oke lati tu ooru kuro nipasẹ ifọwọ ooru.

Renesas LFPAK ati LFPAK-I jo

2. Vishay Power-PAK ati Polar-PAK apoti

Power-PAK jẹ orukọ package MOSFET ti a forukọsilẹ nipasẹ Vishay Corporation. Power-PAK pẹlu meji ni pato: Power-PAK1212-8 ati Power-PAK SO-8.

Vishay Power-PAK1212-8 package

Vishay Power-PAK SO-8 package

Polar PAK jẹ apo kekere kan pẹlu itusilẹ igbona apa meji ati pe o jẹ ọkan ninu awọn imọ-ẹrọ iṣakojọpọ mojuto Vishay. Pola PAK jẹ kanna bi arinrin ki-8 package. O ni awọn aaye itusilẹ ni awọn ẹgbẹ oke ati isalẹ ti package. Ko rọrun lati ṣajọ ooru sinu package ati pe o le mu iwuwo lọwọlọwọ ti lọwọlọwọ ṣiṣẹ si ilọpo meji ti SO-8. Lọwọlọwọ, Vishay ti ni iwe-aṣẹ imọ-ẹrọ Polar PAK si STMicroelectronics.

Vishay Polar PAK package

3. Onsemi SO-8 ati WDFN8 alapin asiwaju jo

ON Semikondokito ti ni idagbasoke awọn oriṣi meji ti MOSFET-asiwaju alapin, laarin eyiti SO-8 awọn adari alapin ti o ni ibamu jẹ lilo nipasẹ ọpọlọpọ awọn igbimọ. ON Semiconductor's NVMx tuntun ti a ṣe ifilọlẹ ati agbara NVTx MOSFETs lo iwapọ DFN5 (SO-8FL) ati awọn idii WDFN8 lati dinku awọn adanu idari. O tun ṣe ẹya QG kekere ati agbara lati dinku awọn adanu awakọ.

ON Semikondokito SO-8 Flat Lead Package

ON Semikondokito WDFN8 package

4. NXP LFPAK ati apoti QLPAK

NXP (ti o jẹ Philps tẹlẹ) ti ni ilọsiwaju imọ-ẹrọ iṣakojọpọ SO-8 sinu LFPAK ati QLPAK. Lara wọn, LFPAK ni a kà si agbara SO-8 ti o gbẹkẹle julọ ni agbaye; nigba ti QLPAK ni o ni awọn abuda kan ti kekere iwọn ati ki o ga ooru wọbia ṣiṣe. Ti a ṣe afiwe pẹlu SO-8 lasan, QLPAK wa ni agbegbe igbimọ PCB kan ti 6 * 5mm ati pe o ni resistance igbona ti 1.5k/W.

NXP LFPAK package

NXP QLPAK apoti

4. ST Semikondokito PowerSO-8 package

Awọn imọ-ẹrọ iṣakojọpọ chirún MOSFET agbara STMicroelectronics pẹlu SO-8, PowerSO-8, PowerFLAT, DirectFET, PolarPAK, bbl Lara wọn, Power SO-8 jẹ ẹya ilọsiwaju ti SO-8. Ni afikun, PowerSO-10 wa, PowerSO-20, TO-220FP, H2PAK-2 ati awọn idii miiran.

STMicroelectronics Power SO-8 package

5. Fairchild Semikondokito Power 56 package

Agbara 56 jẹ orukọ iyasọtọ ti Farichild, ati pe orukọ osise rẹ jẹ DFN5×6. Agbegbe apoti rẹ jẹ afiwera si ti TSOP-8 ti a lo nigbagbogbo, ati package tinrin ṣafipamọ giga imukuro paati, ati apẹrẹ Thermal-Pad ni isalẹ dinku resistance igbona. Nitorinaa, ọpọlọpọ awọn aṣelọpọ ẹrọ agbara ti gbe DFN5 × 6 lọ.

Fairchild Power 56 package

6. International Rectifier (IR) Taara FET package

FET Taara n pese itutu agbaiye to munadoko ni SO-8 tabi ifẹsẹtẹ kekere ati pe o dara fun AC-DC ati DC-DC awọn ohun elo iyipada agbara ni awọn kọnputa, kọǹpútà alágbèéká, awọn ibaraẹnisọrọ ati ohun elo itanna olumulo. Irin DirectFET le ikole pese ni ilopo-apa ooru wọbia, fe ni ilopo awọn ti isiyi mimu agbara ti ga-igbohunsafẹfẹ DC-DC ẹtu converters akawe si boṣewa ṣiṣu ọtọ jo. Apoti FET Taara jẹ iru ti a fi yipo pada, pẹlu imugbẹ ooru (D) ti nkọju si oke ati ti a bo pelu ikarahun irin, nipasẹ eyiti ooru ti tuka. Iṣakojọpọ FET Taara ṣe ilọsiwaju pupọ si itusilẹ ooru ati gba aaye ti o dinku pẹlu itusilẹ ooru to dara.

Ṣe akopọ

Ni ọjọ iwaju, bi ile-iṣẹ iṣelọpọ itanna ti n tẹsiwaju lati dagbasoke ni itọsọna ti ultra-tinrin, miniaturization, foliteji kekere, ati lọwọlọwọ giga, irisi ati igbekalẹ apoti inu ti MOSFET yoo tun yipada lati dara si awọn iwulo idagbasoke ti iṣelọpọ. ile ise. Ni afikun, lati le dinku ẹnu-ọna yiyan fun awọn aṣelọpọ itanna, aṣa ti idagbasoke MOSFET ni itọsọna ti modularization ati iṣakojọpọ ipele eto yoo han gbangba, ati pe awọn ọja yoo dagbasoke ni ọna iṣọpọ lati awọn iwọn pupọ gẹgẹbi iṣẹ ati idiyele. . Package jẹ ọkan ninu awọn ifosiwewe itọkasi pataki fun yiyan MOSFET. Awọn ọja eletiriki oriṣiriṣi ni awọn ibeere itanna oriṣiriṣi, ati awọn agbegbe fifi sori ẹrọ ti o yatọ tun nilo awọn pato iwọn iwọn lati pade. Ni yiyan gangan, ipinnu yẹ ki o ṣe ni ibamu si awọn iwulo gangan labẹ ipilẹ gbogbogbo. Diẹ ninu awọn ẹrọ itanna ni opin nipasẹ iwọn PCB ati giga inu. Fun apẹẹrẹ, awọn ipese agbara module ti awọn ọna ṣiṣe ibaraẹnisọrọ nigbagbogbo lo awọn idii DFN5 * 6 ati DFN3 * 3 nitori awọn ihamọ iga; ni diẹ ninu awọn ipese agbara ACDC, awọn apẹrẹ tinrin tabi nitori awọn idiwọn ikarahun dara fun apejọ MOSFET agbara akopọ TO220. Ni akoko yii, awọn pinni le wa ni fi sii taara sinu gbongbo, eyiti ko dara fun awọn ọja akopọ TO247; diẹ ninu awọn aṣa tinrin ultra nilo awọn pinni ẹrọ lati tẹ ki o gbe lelẹ, eyiti yoo mu idiju ti yiyan MOSFET pọ si.

Bii o ṣe le yan MOSFET

Onimọ-ẹrọ kan sọ fun mi ni ẹẹkan pe ko wo oju-iwe akọkọ ti iwe data MOSFET nitori alaye “wulo” nikan han loju oju-iwe keji ati kọja. Fere gbogbo oju-iwe lori iwe data MOSFET ni alaye ti o niyelori ni fun awọn apẹẹrẹ. Ṣugbọn kii ṣe nigbagbogbo bi o ṣe le tumọ data ti a pese nipasẹ awọn aṣelọpọ.

Nkan yii ṣe alaye diẹ ninu awọn pato pataki ti MOSFET, bii wọn ṣe sọ lori iwe data, ati aworan ti o han gbangba ti o nilo lati loye wọn. Bii ọpọlọpọ awọn ẹrọ itanna, MOSFETs ni ipa nipasẹ iwọn otutu ti nṣiṣẹ. Nitorinaa o ṣe pataki lati loye awọn ipo idanwo labẹ eyiti a lo awọn itọkasi ti a mẹnuba. O tun ṣe pataki lati ni oye boya awọn afihan ti o rii ninu “Ifihan Ọja” jẹ “o pọju” tabi awọn iye “aṣoju”, nitori diẹ ninu awọn iwe data ko jẹ ki o ye.

Iwọn foliteji

Ẹya akọkọ ti o ṣe ipinnu MOSFET ni foliteji orisun orisun omi VDS, tabi “foliteji didenukole orisun omi”, eyiti o jẹ foliteji ti o ga julọ ti MOSFET le duro laisi ibajẹ nigbati ẹnu-bode naa jẹ kukuru-yika si orisun ati lọwọlọwọ sisan. jẹ 250 μA. . VDS tun pe ni “foliteji ti o pọju pipe ni 25 ° C”, ṣugbọn o ṣe pataki lati ranti pe foliteji pipe yii dale iwọn otutu, ati pe “olusọdipúpọ otutu VDS” nigbagbogbo wa ninu iwe data. O tun nilo lati ni oye pe VDS ti o pọju jẹ foliteji DC pẹlu eyikeyi awọn spikes foliteji ati awọn ripples ti o le wa ninu iyika naa. Fun apẹẹrẹ, ti o ba lo ẹrọ 30V kan lori ipese agbara 30V pẹlu 100mV, 5ns iwasoke, foliteji yoo kọja opin ti o pọju ti ẹrọ naa ati pe ẹrọ naa le tẹ ipo avalanche sii. Ni idi eyi, igbẹkẹle MOSFET ko le ṣe iṣeduro. Ni awọn iwọn otutu giga, olusọdipúpọ iwọn otutu le ṣe iyipada foliteji didenukole ni pataki. Fun apẹẹrẹ, diẹ ninu awọn MOSFET ikanni N-ikanni pẹlu iwọn foliteji ti 600V ni iye iwọn otutu to dara. Bi wọn ṣe sunmọ iwọn otutu isopopopo wọn ti o pọju, olùsọdipúpọ iwọn otutu nfa MOSFET wọnyi lati huwa bi 650V MOSFETs. Ọpọlọpọ awọn ofin apẹrẹ awọn olumulo MOSFET nilo ipin idinku ti 10% si 20%. Ni diẹ ninu awọn aṣa, ni imọran pe foliteji didenukole gangan jẹ 5% si 10% ti o ga ju iye ti a ṣe iwọn ni 25 ° C, ala apẹrẹ ti o baamu yoo ṣafikun si apẹrẹ gangan, eyiti o jẹ anfani pupọ si apẹrẹ naa. Paapaa pataki si yiyan ti o pe ti MOSFET ni agbọye ipa ti foliteji orisun-bode VGS lakoko ilana idari. Foliteji yii jẹ foliteji ti o ṣe idaniloju ifọkasi kikun ti MOSFET labẹ ipo RDS ti o pọju ti a fun. Eyi ni idi ti on-resistance nigbagbogbo ni ibatan si ipele VGS, ati pe ni foliteji yii nikan ni ẹrọ le wa ni titan. Abajade apẹrẹ pataki ni pe o ko le tan MOSFET ni kikun pẹlu foliteji kekere ju VGS ti o kere ju ti a lo lati ṣaṣeyọri iwọn RDS(lori). Fun apẹẹrẹ, lati wakọ MOSFET ni kikun lori pẹlu microcontroller 3.3V, o nilo lati ni anfani lati tan MOSFET ni VGS=2.5V tabi isalẹ.

Lori-atako, idiyele ẹnu-ọna, ati "nọmba ti iteriba"

Atako ti MOSFET nigbagbogbo ni ipinnu ni ọkan tabi diẹ ẹ sii awọn foliteji ẹnu-si-orisun. Iwọn RDS (lori) ti o pọju le jẹ 20% si 50% ti o ga ju iye aṣoju lọ. Iwọn to pọ julọ ti RDS(tan) nigbagbogbo n tọka si iye ni iwọn otutu ipade kan ti 25°C. Ni awọn iwọn otutu ti o ga julọ, RDS (lori) le pọ si nipasẹ 30% si 150%, bi o ṣe han ni Nọmba 1. Niwọn igba ti RDS (lori) yipada pẹlu iwọn otutu ati iye resistance ti o kere ju ko le ṣe iṣeduro, wiwa lọwọlọwọ ti o da lori RDS (lori) kii ṣe. a gan deede ọna.

Nọmba 1 RDS(lori) pọ si pẹlu iwọn otutu ni iwọn 30% si 150% ti iwọn otutu iṣẹ ti o pọju

On-resistance jẹ pataki pupọ fun ikanni N-ikanni ati MOSFET ikanni P-ikanni. Ni yiyipada awọn ipese agbara, Qg jẹ ami iyasọtọ yiyan bọtini fun awọn MOSFET ikanni N-ikanni ti a lo ninu yiyipada awọn ipese agbara nitori Qg ni ipa lori awọn adanu iyipada. Awọn adanu wọnyi ni awọn ipa meji: ọkan ni akoko iyipada ti o ni ipa MOSFET lori ati pa; ekeji ni agbara ti o nilo lati ṣaja agbara ẹnu-ọna lakoko ilana iyipada kọọkan. Ohun kan lati tọju ni lokan ni pe Qg da lori foliteji orisun-bode, paapaa ti lilo Vgs kekere dinku awọn adanu iyipada. Gẹgẹbi ọna ti o yara lati ṣe afiwe awọn MOSFET ti a pinnu fun lilo ninu awọn ohun elo iyipada, awọn apẹẹrẹ nigbagbogbo lo ilana agbekalẹ kan ti o ni RDS(lori) fun awọn adanu adaṣe ati Qg fun yiyipada awọn adanu: RDS(lori) xQg. “nọmba ti iteriba” (FOM) ṣe akopọ iṣẹ ẹrọ ati gba MOSFET laaye lati ṣe afiwe ni awọn ofin ti aṣoju tabi awọn iye ti o pọju. Lati rii daju pe afiwe deede lori awọn ẹrọ, o nilo lati rii daju pe VGS kanna ni a lo fun RDS(lori) ati Qg, ati pe awọn aṣoju ati awọn iye ti o pọju ko ṣẹlẹ lati dapọ papọ ninu atẹjade naa. FOM isalẹ yoo fun ọ ni iṣẹ to dara julọ ni yiyipada awọn ohun elo, ṣugbọn kii ṣe iṣeduro. Awọn abajade lafiwe ti o dara julọ le ṣee gba nikan ni Circuit gangan, ati ni awọn igba miiran Circuit le nilo lati wa ni aifwy daradara fun MOSFET kọọkan. Ti a ṣe iwọn lọwọlọwọ ati ipalọlọ agbara, ti o da lori awọn ipo idanwo oriṣiriṣi, pupọ julọ MOSFET ni ọkan tabi diẹ ẹ sii ṣiṣan ṣiṣan lilọsiwaju ninu iwe data. Iwọ yoo fẹ lati wo iwe data ni pẹkipẹki lati rii boya idiyele naa wa ni iwọn otutu ọran ti pato (fun apẹẹrẹ TC=25°C), tabi iwọn otutu ibaramu (fun apẹẹrẹ TA=25°C). Ewo ninu awọn iye wọnyi ti o ṣe pataki julọ yoo dale lori awọn abuda ẹrọ ati ohun elo (wo Nọmba 2).

Gbogbo lọwọlọwọ o pọju ati awọn iye agbara jẹ data gidi

Nọmba 2 Gbogbo lọwọlọwọ o pọju ti o pọju ati awọn iye agbara jẹ data gidi

Fun awọn ohun elo oke kekere ti a lo ninu awọn ẹrọ amusowo, ipele lọwọlọwọ ti o wulo julọ le jẹ pe ni iwọn otutu ibaramu ti 70°C. Fun ohun elo nla pẹlu awọn ifọwọ ooru ati itutu afẹfẹ fi agbara mu, ipele lọwọlọwọ ni TA = 25℃ le sunmọ ipo gangan. Fun diẹ ninu awọn ẹrọ, kú le mu lọwọlọwọ diẹ sii ni iwọn otutu ipade ti o pọju ju awọn opin package lọ. Ni diẹ ninu awọn iwe data, ipele lọwọlọwọ “ipin-opin” yii jẹ alaye afikun si ipele “apapọ-lopin” lọwọlọwọ, eyiti o le fun ọ ni imọran ti agbara ti ku. Awọn imọran ti o jọra kan si ipadanu agbara ti nlọ lọwọ, eyiti ko da lori iwọn otutu nikan ṣugbọn tun ni akoko. Fojuinu ẹrọ ti n ṣiṣẹ nigbagbogbo ni PD = 4W fun awọn aaya 10 ni TA = 70℃. Ohun ti o jẹ akoko akoko “itẹsiwaju” yoo yatọ si da lori package MOSFET, nitorinaa iwọ yoo fẹ lati lo idite ikọlu igbafẹfẹ igbona deede lati inu iwe data lati wo kini ipadasẹhin agbara dabi lẹhin awọn aaya 10, awọn aaya 100, tabi awọn iṣẹju 10 . Gẹgẹbi a ṣe han ni Nọmba 3, olùsọdipúpọ igbona ti ẹrọ amọja yii lẹhin pulse 10-keji jẹ isunmọ 0.33, eyiti o tumọ si pe ni kete ti package naa ba de itẹlọrun gbona lẹhin isunmọ awọn iṣẹju 10, agbara itusilẹ ooru ti ẹrọ jẹ 1.33W nikan dipo 4W . Botilẹjẹpe agbara itusilẹ ooru ti ẹrọ le de ọdọ 2W labẹ itutu agbaiye to dara.

Ṣe nọmba 3 Idaabobo igbona ti MOSFET nigbati a lo pulse agbara

Ni otitọ, a le pin bi a ṣe le yan MOSFET si awọn igbesẹ mẹrin.

Igbesẹ akọkọ: yan ikanni N tabi ikanni P

Igbesẹ akọkọ ni yiyan ẹrọ ti o tọ fun apẹrẹ rẹ ni ṣiṣe ipinnu boya lati lo ikanni N-ikanni tabi MOSFET P-ikanni. Ninu ohun elo agbara aṣoju, nigbati MOSFET ba ti sopọ si ilẹ ati fifuye ti sopọ si foliteji akọkọ, MOSFET n ṣe iyipada apa kekere. Ni iyipada ẹgbẹ kekere, MOSFET ikanni N-ikanni yẹ ki o lo nitori awọn ero ti foliteji ti o nilo lati pa ẹrọ naa tabi tan-an. Nigbati MOSFET ba ti sopọ mọ ọkọ akero ati fifuye si ilẹ, a lo iyipada ẹgbẹ giga kan. Awọn MOSFET ikanni P-ikanni ni a maa n lo ni topology yii, eyiti o tun jẹ nitori awọn ero wiwakọ foliteji. Lati yan ẹrọ ti o tọ fun ohun elo rẹ, o gbọdọ pinnu foliteji ti o nilo lati wakọ ẹrọ naa ati ọna ti o rọrun julọ lati ṣe ninu apẹrẹ rẹ. Igbesẹ ti o tẹle ni lati pinnu idiyele foliteji ti o nilo, tabi foliteji ti o pọju ti ẹrọ le duro. Awọn ti o ga awọn foliteji Rating, awọn ti o ga awọn iye owo ti awọn ẹrọ. Gẹgẹbi iriri ilowo, foliteji ti o ni iwọn yẹ ki o tobi ju foliteji akọkọ tabi foliteji ọkọ akero. Eyi yoo pese aabo to pe MOSFET ko ni kuna. Nigbati o ba yan MOSFET, o jẹ dandan lati pinnu foliteji ti o pọju ti o le farada lati sisan si orisun, iyẹn ni, VDS ti o pọju. O ṣe pataki lati mọ pe awọn ti o pọju foliteji a MOSFET le withstand awọn ayipada pẹlu otutu. Awọn apẹẹrẹ gbọdọ ṣe idanwo awọn iyatọ foliteji lori gbogbo iwọn otutu iṣiṣẹ. Foliteji ti o ni iwọn gbọdọ ni ala to lati bo iwọn iyatọ yii lati rii daju pe iyika naa kii yoo kuna. Awọn ifosiwewe aabo miiran ti awọn onimọ-ẹrọ apẹrẹ nilo lati gbero pẹlu awọn transients foliteji ti o fa nipasẹ yiyipada ẹrọ itanna gẹgẹbi awọn mọto tabi awọn ayirapada. Ti won won foliteji yatọ fun yatọ si awọn ohun elo; ni deede, 20V fun awọn ẹrọ amudani, 20-30V fun awọn ipese agbara FPGA, ati 450-600V fun awọn ohun elo 85-220VAC.

Igbesẹ 2: Ṣe ipinnu iwọn lọwọlọwọ

Igbesẹ keji ni lati yan idiyele lọwọlọwọ ti MOSFET. Ti o da lori iṣeto ni iyika, iwọn lọwọlọwọ yẹ ki o jẹ lọwọlọwọ ti o pọju ti ẹru le duro labẹ gbogbo awọn ayidayida. Iru si ipo foliteji, onise naa gbọdọ rii daju pe MOSFET ti a yan le duro ni iwọn lọwọlọwọ yii, paapaa nigbati eto ba n ṣe awọn spikes lọwọlọwọ. Awọn ipo lọwọlọwọ meji ti a gbero jẹ ipo lilọsiwaju ati iwasoke pulse. Ni ipo idari lilọsiwaju, MOSFET wa ni ipo iduro, nibiti lọwọlọwọ nṣan nigbagbogbo nipasẹ ẹrọ naa. Iwasoke pulse kan tọka si iṣẹ abẹ nla kan (tabi lọwọlọwọ iwasoke) ti nṣàn nipasẹ ẹrọ naa. Ni kete ti o pọju lọwọlọwọ labẹ awọn ipo wọnyi, o jẹ ọrọ kan ti yiyan ẹrọ kan ti o le mu iwọn lọwọlọwọ ti o pọ julọ. Lẹhin yiyan lọwọlọwọ ti o ni iwọn, pipadanu idari gbọdọ tun ṣe iṣiro. Ni awọn ipo gangan, MOSFET kii ṣe ẹrọ ti o dara julọ nitori pe pipadanu agbara itanna wa lakoko ilana idari, eyiti a pe ni pipadanu idari. MOSFET kan huwa bi resistor oniyipada nigbati “tan”, eyiti o jẹ ipinnu nipasẹ RDS(ON) ẹrọ ti o si yipada ni pataki pẹlu iwọn otutu. Ipadanu agbara ẹrọ le ṣe iṣiro nipasẹ Iload2 × RDS(ON). Niwọn igba ti atako ti n yipada pẹlu iwọn otutu, ipadanu agbara yoo tun yipada ni iwọn. Ti o ga julọ foliteji VGS ti a lo si MOSFET, kere si RDS (ON) yoo jẹ; Lọna miiran, ti o ga RDS (ON) yoo jẹ. Fun oluṣeto eto, eyi ni ibiti awọn iṣowo-pipa wa da lori foliteji eto. Fun awọn apẹrẹ to ṣee gbe, o rọrun (ati pe o wọpọ julọ) lati lo awọn foliteji kekere, lakoko fun awọn apẹrẹ ile-iṣẹ, awọn foliteji giga le ṣee lo. Ṣe akiyesi pe resistance RDS (ON) yoo dide diẹ pẹlu lọwọlọwọ. Awọn iyatọ ni ọpọlọpọ awọn aye itanna ti resistor RDS(ON) ni a le rii ninu iwe data imọ-ẹrọ ti olupese pese. Imọ-ẹrọ ni ipa pataki lori awọn abuda ẹrọ, nitori diẹ ninu awọn imọ-ẹrọ ṣọ lati mu RDS (ON) pọ si nigbati o pọ si VDS ti o pọju. Fun iru imọ-ẹrọ bẹ, ti o ba pinnu lati dinku VDS ati RDS (ON), o ni lati mu iwọn chirún pọ si, nitorinaa jijẹ iwọn package ti o baamu ati awọn idiyele idagbasoke ti o jọmọ. Awọn imọ-ẹrọ pupọ wa ninu ile-iṣẹ n gbiyanju lati ṣakoso ilosoke ninu iwọn chirún, eyiti o ṣe pataki julọ eyiti o jẹ ikanni ati awọn imọ-ẹrọ iwọntunwọnsi idiyele. Ninu imọ-ẹrọ trench, yàrà ti o jinlẹ ti wa ni ifibọ sinu wafer, nigbagbogbo wa ni ipamọ fun awọn foliteji kekere, lati dinku RDS-resistance (ON). Lati le dinku ipa ti VDS ti o pọju lori RDS (ON), iwe-ipilẹ idagbasoke epitaxial / ilana ọwọn etching ni a lo lakoko ilana idagbasoke. Fun apẹẹrẹ, Fairchild Semiconductor ti ṣe agbekalẹ imọ-ẹrọ kan ti a pe ni SuperFET ti o ṣafikun awọn igbesẹ iṣelọpọ ni afikun fun idinku RDS(ON). Idojukọ yii lori RDS (ON) jẹ pataki nitori bi foliteji didenukole ti MOSFET boṣewa kan n pọ si, RDS (ON) n pọ si ni afikun ati pe o yori si ilosoke ninu iwọn ku. Ilana SuperFET ṣe iyipada ibatan alapin laarin RDS(ON) ati iwọn wafer sinu ibatan laini. Ni ọna yii, awọn ẹrọ SuperFET le ṣaṣeyọri pipe RDS kekere (ON) ni awọn iwọn ku kekere, paapaa pẹlu awọn foliteji didenukole si 600V. Abajade ni pe iwọn wafer le dinku nipasẹ to 35%. Fun awọn olumulo ipari, eyi tumọ si idinku pataki ni iwọn package.

Igbesẹ Kẹta: Ṣe ipinnu Awọn ibeere Gbona

Igbesẹ ti o tẹle ni yiyan MOSFET ni lati ṣe iṣiro awọn ibeere igbona ti eto naa. Awọn apẹẹrẹ gbọdọ ṣe akiyesi awọn oju iṣẹlẹ oriṣiriṣi meji, oju iṣẹlẹ ti o buruju ati oju iṣẹlẹ gidi-aye. A ṣe iṣeduro lati lo abajade iṣiro ọran ti o buru julọ, nitori abajade yii n pese ala ailewu ti o tobi julọ ati rii daju pe eto naa kii yoo kuna. Awọn data wiwọn tun wa ti o nilo akiyesi lori iwe data MOSFET; gẹgẹ bi awọn igbona resistance laarin awọn semikondokito ipade ti ẹrọ idii ati awọn ayika, ati awọn ti o pọju junction otutu. Iwọn ijumọsọrọpọ ti ẹrọ jẹ dọgba si iwọn otutu ibaramu ti o pọ julọ pẹlu ọja ti itọsi igbona ati ipadanu agbara (iwọn junction = iwọn otutu ibaramu ti o pọ julọ + [atako gbigbona × ipalọlọ agbara]). Ni ibamu si idogba yii, agbara ti o pọju ti eto le ṣee yanju, eyiti o jẹ deede si I2 × RDS (ON) nipasẹ asọye. Niwọn igba ti apẹẹrẹ ti pinnu iwọn ti o pọju ti yoo kọja nipasẹ ẹrọ naa, RDS (ON) le ṣe iṣiro ni awọn iwọn otutu oriṣiriṣi. O tọ lati ṣe akiyesi pe nigbati o ba n ṣe pẹlu awọn awoṣe igbona ti o rọrun, awọn apẹẹrẹ gbọdọ tun gbero agbara igbona ti ipade semikondokito / ọran ẹrọ ati ọran / agbegbe; yi nbeere wipe tejede Circuit ọkọ ati package ma ko ooru soke lẹsẹkẹsẹ. Pipin owusuwusu tumọ si pe foliteji yiyipada lori ẹrọ semikondokito kọja iye ti o pọju ati pe o ṣe aaye ina mọnamọna to lagbara lati mu lọwọlọwọ ninu ẹrọ naa. Yi lọwọlọwọ yoo tu agbara kuro, mu iwọn otutu ẹrọ naa pọ si, ati o ṣee ṣe ba ẹrọ naa jẹ. Awọn ile-iṣẹ semikondokito yoo ṣe idanwo avalanche lori awọn ẹrọ, ṣe iṣiro foliteji avalanche wọn, tabi ṣe idanwo agbara ti ẹrọ naa. Awọn ọna meji lo wa fun ṣiṣe iṣiro foliteji owusuwusu ti o ni iwọn; ọkan jẹ ọna iṣiro ati ekeji jẹ iṣiro gbona. Iṣiro gbona jẹ lilo pupọ nitori pe o wulo diẹ sii. Ọpọlọpọ awọn ile-iṣẹ ti pese awọn alaye ti idanwo ẹrọ wọn. Fun apẹẹrẹ, Fairchild Semiconductor n pese “Agbara MOSFET Awọn Itọsọna Avalanche” (Agbara MOSFET Avalanche Awọn Itọsọna-le ṣe igbasilẹ lati oju opo wẹẹbu Fairchild). Ni afikun si iširo, imọ-ẹrọ tun ni ipa nla lori ipa avalanche. Fun apẹẹrẹ, ilosoke ninu iwọn ku n pọ si resistance avalanche ati nikẹhin mu agbara ẹrọ pọ si. Fun awọn olumulo ipari, eyi tumọ si lilo awọn idii nla ninu eto naa.

Igbesẹ 4: Ṣe ipinnu iṣẹ iyipada

Igbesẹ ikẹhin ni yiyan MOSFET ni lati pinnu iṣẹ iyipada ti MOSFET. Ọpọlọpọ awọn paramita ti o ni ipa lori iṣẹ iyipada, ṣugbọn pataki julọ ni ẹnu-ọna / sisan, ẹnu-ọna / orisun ati sisan / agbara orisun. Awọn capacitors wọnyi ṣẹda awọn adanu iyipada ninu ẹrọ nitori pe wọn gba owo ni gbogbo igba ti wọn yipada. Iyara iyipada ti MOSFET nitorina dinku, ati ṣiṣe ẹrọ naa tun dinku. Lati ṣe iṣiro awọn adanu lapapọ ninu ẹrọ lakoko iyipada, oluṣeto gbọdọ ṣe iṣiro awọn adanu lakoko titan (Eon) ati awọn adanu lakoko pipa (Eoff). Apapọ agbara MOSFET yipada le ṣe afihan nipasẹ idogba atẹle: Psw=(Eon+Eoff)× igbohunsafẹfẹ iyipada. Idiyele ẹnu-ọna (Qgd) ni ipa ti o tobi julọ lori yiyi iṣẹ pada. Da lori pataki ti iṣẹ iyipada, awọn imọ-ẹrọ tuntun ti wa ni idagbasoke nigbagbogbo lati yanju iṣoro iyipada yii. Nmu iwọn ërún pọ si idiyele ẹnu-ọna; eyi mu iwọn ẹrọ pọ si. Lati le dinku awọn adanu iyipada, awọn imọ-ẹrọ tuntun bii ikanni nipọn isalẹ ifoyina ti farahan, ni ero lati dinku idiyele ẹnu-ọna. Fun apẹẹrẹ, imọ-ẹrọ tuntun SuperFET le dinku awọn ipadanu adaṣe ati ilọsiwaju iṣẹ ṣiṣe nipa idinku RDS(ON) ati idiyele ẹnu-ọna (Qg). Ni ọna yii, MOSFETs le koju pẹlu awọn transients foliteji iyara giga (dv/dt) ati awọn transients lọwọlọwọ (di/dt) lakoko iyipada, ati paapaa le ṣiṣẹ ni igbẹkẹle ni awọn igbohunsafẹfẹ iyipada giga.