MOSFET

2020 年 6 月 29 日,瑞萨电子集团(TSE:6723)今日宣布推出两款全新100V半桥MOSFET驱动器——HIP2211和HIP2210。HIP2211是瑞萨电子备受欢迎的ISL2111桥驱动器的新一代引脚兼容升级产品;新款HIP2210提供三电平PWM输入,以简化电源和电机驱动器设计。HIP2211和HIP2210非常适用于48V通讯电源、D类音频放大器、太阳能逆变器和UPS逆变器。该产品坚固耐用,可为锂离子电池供电的家用和户外产品、水泵及冷却风扇中的48V电机驱动器供电。

HIP221x驱动器专为严苛工作条件下的可靠运行而设计,其高速、高压HS引脚可承受高达-10V的持续电压,并以50V/ns速度转换。全面的欠压保护与HIP2210的可编程防击穿保护协同工作,以确保其驱动的MOSFET不会因电源或其它外部故障而损坏。瑞萨HIP221x驱动器具有强大的3A驱动拉电流和4A驱动灌电流,以及极快的15ns典型传播延迟和2ns典型延迟匹配,是高频开关应用的最佳解决方案。HIP2210和HIP2211两款产品均旨在搭配瑞萨先进的DC/DC及无刷电机驱动系统中的微控制器而设计。

瑞萨电子工业与通信事业部副总裁Philip Chesley表示:“创新的HIP221x延续了我们在Harris智能电源(HIP)半桥驱动器研发领域25年行业领先的辉煌历史。强大且稳健的抗噪性、超低传输延迟及高系统效率是我们的客户对整个HIP半桥MOSFET驱动器系列所依赖的关键特性。”

HIP2211和HIP2210的关键特性

  • 15VDC自举电源最大电压(最大绝对值为120V HS)可支持100V半桥架构
  • 宽VDD电压,工作范围为6V至18V(最大绝对值为20V)
  • HS引脚可承受高达-10V的电压和50V/ns电压转换速率
  • 集成0.5Ω典型自举二极管,无需使用外部分立二极管
  • VDD和引导UVLO防止低栅极电压驱动NFET
  • 通过RDT引脚(仅适用于HIP2210)的可调死区时间延迟可防止击穿,单电阻可调范围为35ns至350ns

供货信息

HIP2211和HIP2210现可从瑞萨电子全球分销商处购买,两款产品1,000片批量时单价均为1.3美元。HIP2211采用8引脚SOIC和10引脚4mm x 4mm TDFN封装。了解有关产品及评估板的更多信息,请访问 www2.renesas.cn/products/hip2211.

HIP2210采用10引脚4mm x 4mm TDFN封装。了解有关产品及评估板的更多信息,请访问 www2.renesas.cn/products/hip2210.

关于瑞萨电子集团

瑞萨电子集团 (TSE: 6723) ,提供专业可信的创新嵌入式设计和完整的半导体解决方案,旨在通过使用其产品的数十亿联网智能设备改善人们的工作和生活方式。作为全球领先的微控制器供应商、模拟功率器件和SoC产品的领导者,瑞萨电子为汽车、工业、家居、基础设施及物联网等各种应用提供综合解决方案,期待与您携手共创无限未来。更多信息,敬请访问renesas.com。关注瑞萨电子微信公众号领英官方账号,发现更多精彩内容。

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【2020 年 5 月 29 日美国德州普拉诺讯】Diodes 公司 (Nasdaq:DIOD) 今日宣布推出新一代首款独立 MOSFET。DMN3012LEG 采用轻巧封装,可提升效率,大幅节省各种电源转换与控制产品应用的成本、电力与空间。

DMN3012LEG 在单一封装内整合双 MOSFET,尺寸仅 3.3mm x 3.3mm,相较于典型双芯片解决方案,电路板空间需求最多减少 50%。此节省空间的特点,有利于使用负载点 (PoL) 与电源管理模块的一系列产品应用。DMN3012LEG 可用于 DC-DC 同步降压转换器与半桥电源拓扑,以缩小功率转换器解决方案的尺寸。

PowerDI® 3333-8 D 型封装的 3D 结构有助增加整体功率效率,且高电压与额定电流大幅扩大其应用范围。完全接地垫片设计可带来良好的散热效能,降低整个解决方案的运作温度,还能善用高切换速度及其效率,免去大型电感器和电容器的需求。

DMN3012LEG 整合两个 N 信道的增强模式 MOSFET,非常适合用于同步降压转换器的设计。此组件使用横向扩散 MOS (LDMOS) 制程,结合快速导通和间断动作,Q1 延迟时间仅 5.1ns 和 6.4ns,Q2 仅 4.4ns 和 12.4ns,且 Q1 最大导通电阻 (RDS(ON)) 在 Vgs=5V 时仅 12mΩ,Q2 在 Vgs=5V 时则是 6mΩ。若闸源极电压为 10V,DMN3012LEG 可接受 30V 汲源极电压,同时支持 5V 闸极驱动。

关于 Diodes Incorporated

Diodes 公司 (Nasdaq:DIOD) 是一家标准普尔小型股 600 指数和罗素 3000 指数成员公司,为消费电子、计算、通信、工业和汽车市场的全球领先公司提供高质量半导体产品。我们拥有丰富的产品组合以满足客户需求,内容包括分立、模拟、逻辑与混合信号产品以及先进的封装技术。我们广泛提供特殊应用解决方案与解决方案导向销售,加上全球 28 个站点涵盖工程、测试、制造与客户服务,使我们成为高产量、高成长的市场中的优质供货商。详细信息请参阅 www.Diodes.com

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符合AEC-Q101标准,适合汽车应用

奈梅亨,2020年5月7日:半导体基础元器件生产领域的高产能生产专家Nexperia宣布首次采用高鲁棒性、高空间利用率的LFPAK56 (Power-SO8)封装的P沟道MOSFET系列产品。新器件符合AEC-Q101标准,适合汽车应用,可作为DPAK MOSFET的理想替代产品,在保证性能的基础上,将封装占位面积减少了50%以上。新系列产品在30 V至60 V工作电压范围内可供选择,导通电阻RDS(on)低至10 mΩ (30 V)。

LFPAK封装采用铜夹片结构,由Nexperia率先应用,已在汽车等要求严格的应用领域中使用近20年。事实证明,该封装的可靠性远高于AEC标准要求,超出关键可靠性测试指标2倍,同时独特的封装结构还提高了板级可靠性。 以前只有N沟道器件才采用LFPAK封装。现在,由于工业需求,Nexperia扩展了LFPAK56产品系列,将P沟道器件也囊括在内。

Nexperia产品经理Malte Struck评论道:“新款P沟道MOSFET面向极性反接保护;作为高边开关,用于座位调节、天窗和车窗控制等各种汽车应用。它们也适用于5G基站等工业应用场景。”

采用LFPAK56封装的P沟道MOSFET现已上市。更多信息,包括产品规格和数据手册,请访问www.nexperia.com/lfpak56

关于Nexperia

Nexperia,作为半导体基础元器件生产领域的高产能生产专家,其产品广泛应用于全球各类电子设计。公司丰富的产品组合包括二极管、双极性晶体管、ESD保护器件、MOSFET器件、氮化镓场效应晶体管(GaN FET)以及模拟IC和逻辑IC。Nexperia总部位于荷兰奈梅亨,每年可交付900多亿件产品,产品符合汽车行业的严苛标准。其产品在效率(如工艺、尺寸、功率及性能)方面获得行业广泛认可,拥有先进的小尺寸封装技术,可有效节省功耗及空间。

凭借几十年来的专业经验,Nexperia持续不断地为全球各地的优质企业提供高效的产品及服务,并在亚洲、欧洲和美国拥有超过12,000名员工。Nexperia是闻泰科技股份有限公司(600745.SS)的子公司,拥有庞大的知识产权组合,并获得了IATF 16949、ISO 9001、ISO 14001和OHSAS 18001认证。

Nexperia:效率致胜。

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采用易于使用的封装,适用于可穿戴设备和大批量应用

奈梅亨,2020年4月22日:半导体基础元器件生产领域的高产能生产专家Nexperia发布了一系列MOSFET产品,采用超小型DFN0606封装,适用于移动和便携式产品应用,包括可穿戴设备。这些器件还提供低导通电阻RDS(on),采用常用的0.35 mm间距,从而简化了PCB组装过程。

PMH系列MOSFET采用了DFN0606封装,占位面积仅为0.62 x 0.62 mm,与前一代DFN1006器件相比,节省了超过36%的空间。由于采用了先进工艺流程,这些新器件提供低导通电阻RDS(on),与竞争对手产品相比减小了60%以上,它们还具备优良的ESD性能,低至0.7 V的超低VGS电压阈值,这个参数对低驱动电压的便携式产品应用至关重要。

Nexperia产品经理Sandy Wang评论道:“新一代可穿戴设备不断突破消费电子技术的界限。智能手机、智能手表、健身跟踪器和其他创新技术的演进需要微型化MOSFET,用以提供领先的性能和效率,从而实现越来越多的复杂功能。Nexperia拥有很高产能和制造能力,能够进行扩产,以最大限度地满足市场需求。”

采用新型DFN0606封装的九款PMH器件现已上市。有关更多信息,包括产品规格和数据手册,请访问 https://efficiencywins.nexperia.com/efficient-products/dfn0606-mosfets-e...

关于Nexperia

Nexperia,作为半导体基础元器件生产领域的高产能生产专家,其产品广泛应用于全球各类电子设计。公司丰富的产品组合包括二极管、双极性晶体管、ESD保护器件、MOSFET器件、氮化镓场效应晶体管(GaN FET)以及模拟IC和逻辑IC。Nexperia总部位于荷兰奈梅亨,每年可交付900多亿件产品,产品符合汽车行业的严苛标准。其产品在效率(如工艺、尺寸、功率及性能)方面获得行业广泛认可,拥有先进的小尺寸封装技术,可有效节省功耗及空间。

凭借几十年来的专业经验,Nexperia持续不断地为全球各地的优质企业提供高效的产品及服务,并在亚洲、欧洲和美国拥有超过12,000名员工。Nexperia是闻泰科技股份有限公司(600745.SS)的子公司,拥有庞大的知识产权组合,并获得了IATF 16949、ISO 9001、ISO 14001和OHSAS 18001认证。

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新的SiC MOSFET器件实现更好的性能、更高的能效和能在严苛条件下工作

3月11日 — 推动高能效创新的安森美半导体(ON Semiconductor,美国纳斯达克上市代号:ON),推出另两个碳化硅(SiC) MOSFET系列,扩展了其宽禁带(WBG)器件系列。 这些新器件适用于各种高要求的高增长应用,包括太阳能逆变器、电动汽车(EV)车载充电、不间断电源(UPS)、服务器电源和EV充电桩,提供的性能水平是硅(Si) MOSFET根本无法实现的。

安森美半导体的新的1200伏(V)和900 V N沟道SiC MOSFET提供比硅更快的开关性能和更高的可靠性。快速本征二极管具有低反向恢复电荷,显著降低损耗,提高工作频率以及整体方案的功率密度。

小芯片尺寸进一步增强高频工作,达至更小的器件电容和更低的门极电荷-Qg(低至220 nC),从而降低在高频下工作时的开关损耗。这些增强功能比基于Si的MOSFET提高能效,降低电磁干扰(EMI),并可使用更少(或更小)的无源器件。极强固的SiC MOSFET比Si器件提供更高的浪涌额定值、更好的雪崩能力和更高的抗短路性能,从而提供更高的可靠性和更长的使用寿命,这对高要求的现代电源应用至关重要。较低的正向电压提供无阈值的导通状态特性,减少器件导通时产生的静态损耗。

1200 V器件的额定电流高达103 A(最大ID),而900 V器件的额定电流高达118 A。对于需要更高电流的应用,安森美半导体的MOSFET可易于并联运行,因其正温系数/不受温度影响。

安森美半导体电源方案部功率MOSFET分部副总裁/总经理Gary Straker针对新的SiC MOSFET器件说:“如果设计工程师要达到现代可再生能源、汽车、IT和电信应用要求的具挑战性的高能效和功率密度目标,他们需要高性能、高可靠性的MOSFET器件。安森美半导体的WBG SiC MOSFET提升性能至超越硅器件所能提供的,包括更低的损耗,更高的工作温度,更快的开关速度,改善的EMI和更高的可靠性。安森美半导体为进一步支援工程界,还提供广泛的资源和工具,简化和加速设计流程。”

安森美半导体的所有SiC MOSFET都不含铅和卤化物,针对汽车应用的器件都符合AEC-Q100车规和生产件批准程序(PPAP)。所有器件都采用行业标准的TO-247或D2PAK封装。

更多资源及文档:

登陆页:宽禁带

视频:
宽禁带(WBG)用于太阳能和可再生能源应用
宽禁带用于混动/电动(HEV/EV)充电应用

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MOSFET是一种在模拟电路和数字电路中都应用的非常广泛的一种场效晶体管。三极管也成为双极型晶体管,他能够控制电流的的流动,将较小的信号放大成为幅值较高的电信号。MOSFET和三极管都有ON状态,那么在处于ON状态时,这两者有什么区别呢?

MOSFET和三极管,在ON状态时,MOSFET通常用Rds,三极管通常用饱和Vce。那么是否存在能够反过来的情况,三极管用饱和Rce,而MOSFET用饱和Vds呢?

三极管ON状态时工作于饱和区,导通电流Ice主要由Ib与Vce决定,由于三极管的基极驱动电流Ib一般不能保持恒定,因而Ice就不能简单的仅由Vce来决定,即不能采用饱和Rce来表示(因Rce会变化)。由于饱和状态下Vce较小,所以三极管一般用饱和Vce表示。

MOS管在ON状态时工作于线性区(相当于三极管的饱和区),与三极管相似,电流Ids由Vgs和Vds决定,但MOS管的驱动电压Vgs一般可保持不变,因而Ids可仅受Vds影响,即在Vgs固定的情况下,导通阻抗Rds基本保持不变,所以MOS管采用Rds方式。

电流可以双向流过MOSFET的D和S,正是MOSFET这个突出的优点,让同步整流中没有DCM的概念,能量可以从输入传递到输出,也可以从输出返还给输入。能实现能量双向流动。

第一点、MOS的D和S既然可以互换,那为什么又定义DS呢?

对于IC内部的MOS管,制造时肯定是完全对称的,定义D和S的目的是为了讨论电流流向和计算的时候方便。

第二点、既然定义D和S,它们到底有何区别呢?

对于功率MOS,有时候会因为特殊的应用,比如耐压或者别的目的,在NMOS的D端做一个轻掺杂区耐压,此时D,S会有不同。

第三点、D和S互换之后,MOS表现出来的特性,跟原来有何不同呢?比如Vth、弥勒效应、寄生电容、导通电阻、击穿电压Vds。

DS互换后,当Vgs=0时,只要Vds>0.7V管子也可以导通,而换之前不能。当Vgs>Vth时,反型层沟道已形成,互换后两者特性相同。

D和S的确定

我们只是说电流可以从D--to--S ,也可以从S----to---D。但是并不意味着:D和S 这两个端子的名字可以互换。

DS沟道的宽度是靠GS电压控制的。当G固定了,谁是S就唯一确定了。

如果将上面确定为S端的,认为是D。

将原来是D的认为是S ,并且给G和这个S施加电压,结果沟道并不变化,仍然是关闭的。

当Vgs没有到达Vth之前,通过驱动电阻R对Cgs充电,这个阶段的模型就是简单的RC充电过程。

当Vgs充到Vth之后,DS导电沟道开始开启,Vd开始剧烈下降。按照I=C*dV/dt,寄生电容Cgd有电流流过 方向:G-->D。按照G接点KCL Igd电流将分流IR,大部分驱动电流转向Igd,留下小部分继续流到Cgs。因此,Vgs出现较平坦变化的一小段。这就是miler平台。

本篇文章主要介绍了在ON状态下,MOSFET和三极管的区别。并对其中的一些细节进行了深入的分析和讲解。希望大家在阅读过本篇文章之后能对着两种晶体管在ON状态下的区别的有所了解。

本文来源网络,转载此文目的在于传递更多信息,版权归原作者所有。

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作者:刘松

1、功率MOSFET选型第一步:P管,还是N管?

功率MOSFET有二种类型:N沟道和P沟道,在系统设计的过程中选择N管还是P管,要针对实际的应用具体来选择,N沟道MOSFET选择的型号多,成本低;P沟道MOSFET选择的型号较少,成本高。如果功率MOSFET的S极连接端的电压不是系统的参考地,N沟道就需要浮地供电电源驱动、变压器驱动或自举驱动,驱动电路复杂;P沟道可以直接驱动,驱动简单。

需要考虑N沟道和P沟道的应用主要有:

(1)笔记本电脑、台式机和服务器等使用的给CPU和系统散热的风扇,打印机进纸系统电机驱动,吸尘器、空气净化器、电风扇等白家电的电机控制电路,这些系统使用全桥电路结构,每个桥臂上管可以使用P管,也可以使用N管。

(2)通讯系统48V输入系统的热插拨MOSFET放在高端,可以使用P管,也可以使用N管。

(3)笔记本电脑输入回路串联的、起防反接和负载开关作用的二个背靠背的功率MOSFET,使用N沟道需要控制芯片内部集成驱动的充电泵,使用P沟道可以直接驱动。

2、选取封装类型

功率MOSFET的沟道类型确定后,第二步就要确定封装,封装选取原则有:

(1)温升和热设计是选取封装最基本的要求

不同的封装尺寸具有不同的热阻和耗散功率,除了考虑系统的散热条件和环境温度,如是否有风冷、散热器的形状和大小限制、环境是否封闭等因素,基本原则就是在保证功率MOSFET的温升和系统效率的前提下,选取参数和封装更通用的功率MOSFET。

有时候由于其它条件的限制,需要使用多个MOSFET并联的方式来解决散热的问题,如在PFC应用、电动汽车电机控制器、通讯系统的模块电源次级同步整流等应用中,都会选取多管并联的方式。

如果不能采用多管并联,除了选取性能更优异的功率MOSFET,另外可以采用更大尺寸的封装或新型封装,比如在一些ACDC电源中将TO220改成TO247封装;在一些通讯系统的电源中,采用DFN8*8的新型封装。

(2)系统的尺寸限制

有些电子系统受制于PCB的尺寸和内部的高度,如通讯系统的模块电源由于高度的限制通常采用DFN5*6、DFN3*3的封装;在有些ACDC的电源中,使用超薄设计或由于外壳的限制,装配时TO220封装的功率MOSFET管脚直接插到根部,高度的限制不能使用TO247的封装。有些超薄设计直接将器件管脚折弯平放,这种设计生产工序会变复杂。

在大容量的锂电池保护板的设计中,由于尺寸限制极为苛刻,现在大多使用芯片级的CSP封装,尽可能的提高散热性能,同时保证最小的尺寸。

(3)公司的生产工艺

TO220有二种封装:裸露金属的封装和全塑封装,裸露金属的封装热阻小,散热能力强,但在生产过程中,需要加绝缘坠,生产工艺复杂成本高,而全塑封装热阻大,散热能力弱,但生产工艺简单。

为了减小锁螺丝的人工工序,近几年一些电子系统采用夹子将功率MOSFET夹在散热片中,这样就出现了将传统的TO220上部带孔的部分去除的新的封装形式,同时也减小的器件的高度。

(4)成本控制

早期很多电子系统使用插件封装,这几年由于人工成本增加,很多公司开始改用贴片封装,虽然贴片的焊接成本比插件高,但是贴片焊接的自动化程度高,总体成本仍然可以控制在合理的范围。在台式机主板、板卡等一些对成本极其敏感的应用中,通常采用DPAK封装的功率MOSFET,因为这种封装的成本低。

因此在选择功率MOSFET的封装时,要结合自己公司的风格和产品的特点,综合考虑上面因素。

3、选取耐压BVDSS

在大多数情况下,似乎选取功率MOSFET的耐压对于很多工程师来说是最容易的一件事情,因为设计的电子系统输入电压是相对固定的,公司选取特定的供应商的一些料号,产品额定电压也是固定的。比如在笔记本电脑适配器、手机充电器中,输入为90-265V的交流,初级通常选用600V或650V的功率MOSFET;笔记本电脑主板输入电压19V,通常选用30V的功率MOSFET,根本不需要任何的考虑。

数据表中功率MOSFET的击穿电压BVDSS有确定的测试条件,在不同的条件下具有不同的值,而且BVDSS具有正温度系数,在实际的应用中要结合这些因素综合考虑。

很多资料和文献中经常提到:如果系统中功率MOSFET的VDS的最高尖峰电压如果大于BVDSS,即便这个尖峰脉冲电压的持续只有几个或几十个nS,功率MOSFET也会进入雪崩从而发生损坏。

不同于三极管和IGBT,功率MOSFET具有抗雪崩的能力,而且很多大的半导体公司功率MOSFET的雪崩能量在生产线上是全检的、100%检测,也就是在数据中这是一个可以保证的测量值,雪崩电压通常发生在1.2-1.3倍的BVDSS,而且持续的时间通常都是uS、甚至mS级,那么持续只有几个或几十个nS、远低于雪崩电压的尖峰脉冲电压是不会对功率MOSFET产生损坏的。

为什么在实际的设计中,要求在最极端的情况下,功率MOSFET的最大VDS电压必须低于BVDSS、同时还要有一定的降额,如5%,10%,甚至20%的降额?

原因在于:保证电子系统的可生产性,以及在大批量生产时候的可靠性。

任何电子系统的设计,实际的参数都会有一定的变化范围,有时候很难保证多个极端的情况碰到一起,从而对系统产生问题,特别是在高温的条件下,功率器件以及系统的其它元件温度系数的漂移会产生一些难以想象的问题,降额以及设计的裕量可以尽可能的减小在这些极端条件下发生损坏的问题。

4、由驱动电压选取VTH

不同电子系统的功率MOSFET选取的驱动电压并不相同,ACDCD电源通常使用12V的驱动电压,笔记本的主板DCDC变换器使用5V的驱动电压,因此要根据系统的驱动电压选取不同阈值电压VTH的功率MOSFET。

数据表中功率MOSFET的阈值电压VTH也有确定的测试条件,在不同的条件下具有不同的值,VTH具有负温度系数。不同的驱动电压VGS对应着不同的导通电阻,在实际的应用中要考虑温度的变化,既要保证功率MOSFET完全开通,同时又要保证在关断的过程中耦合在G极上的尖峰脉冲不会发生误触发产生直通或短路。

5、选取导通电阻RDSON,注意:不是电流

很多时候工程师关心RDSON,是因为RDSON和导通损耗直接相关,RDSON越小,功率MOSFET的导通损耗越小、效率越高、温升越低。同样的,工程师尽可能沿用以前项目中或物料库中现有的元件,对于RDSON的真正的选取方法并没有太多的考虑。当选用的功率MOSFET的温升太低,出于成本的考虑,会改用RDSON大一些的元件;当功率MOSFET的温升太高、系统的效率偏低,就会改用RDSON小一些的元件,或通过优化外部的驱动电路,改进散热的方式等来进行调整。

想一想:如果是一个全新的项目,没有以前的项目可循,那么如何选取功率MOSFET的RDSON?

这里作者介绍一个方法给大家:功耗分配法。

当设计一个电源系统的时候,已知条件有:输入电压范围,输出电压/输出电流,效率,工作频率,驱动电压,当然还有其它的技术指标,和功率MOSFET相关的主要是这些参数。

步骤如下:

(1)根据输入电压范围,输出电压/输出电流,效率,计算系统的最大损耗。

(2)功率回路的杂散损耗,非功率回路元件的静态损耗,IC的静态损耗以及驱动损耗,做大致的估算,经验值可以占总损耗的10%-15%。如果功率回路有电流取样电阻,计算电流取样电阻的功耗。总损耗减去上面的这些损耗,剩下部分就是功率器件、变压器或电感的功率损耗。

将剩下的功率损耗按一定的比例分配到功率器件和变压器或电感中,不确定的话,按元件数目平均分配,这样就得到每个MOSFET的功率损耗。

(3)将MOSFET的功率损耗,按一定的比例分配给开关损耗和导通损耗,不确定的话,平均分配开关损耗和导通损耗。

(4)由MOSFET导通损耗和流过的有效值电流,计算最大允许的导通电阻,这个电阻是MOSFET在最高工作结温的RDSON。

数据表中功率MOSFET的RDSON标注有确定的测试条件,在不同的定义的条件下具有不同的值,测试的温度为:TJ=25℃,RDSON具有正温度系数,因此根据MOSFET最高的工作结温和RDSON温度系数,由上述RDSON计算值,得到25℃温度下对应的RDSON。

(5)由25℃的RDSON来选取型号合适的功率MOSFET,根据MOSFET的RDSON实际参数,向下或向上修整。

通过以上步骤,就初步选定功率MOSFET的型号和RDSON参数。

很多资料和文献中,经常计算系统的最大电流,然后进行降额,由功率MOSFET数据表的电流值来选取器件,这种方法是不对的。

功率MOSFET的电流是一个计算值,而且是基于TC=25℃,也没有考虑开关损耗,因此这种方法和实际的应用差距太大,没有参考价值。在一些有大电流冲击要求有短路保护的应用中,会校核数据表中的最大漏极脉冲电流值及其持续时间,这个和选取RDSON没有直接的关系。

6、选取开关特性:Crss、Coss、Ciss;Qg、Qgd、Qoss

功率MOSFET在开关过程中产生开关损耗,开关损耗主要和这些开关特性参数有关。QG影响驱动损耗,这一部分损耗并不消耗在功率MOSFET中,而且是消耗在驱动IC中。QG越大,驱动损耗越大。

基于RDSON选取了功率MOSFET的型号后,这些开关特性参数都可以在数据表中查到,然后根据这些参数计算开关损耗。

7、热设计及校核

根据选取的功率MOSFET的数据表和系统的工作状态,计算其导通损耗和开关损耗,由总的功率损耗和工作的环境温度计算MOSFET的最高结温,校核其是否在设计的范围。所有条件基于最恶劣的条件,然后由计算的结果做相应的调整。

如果总的损耗偏大,大于分配的功率损耗,那么就要重新选取其它型号的功率MOSFET,可以查看比选取的功率MOSFE的RDSON更大或更小的其它型号,再次校核总的功率损耗,上述过程通常要配合第5、6步,经过几次的反复校验,最后确定与设计相匹配的型号,直到满足设计的要求。

有时候由于产品型号的限制找不到参数合适的产品,可以采用以下的方法:

(1)使用多管并联的方式,来解决散热和温升的问题。

(2)将功率损耗重新分配,变压器或电感、其它的功率元件分配更多的功耗。更改功率分配的时候,也要保证其它元件的温升满足系统设计要求。

(3)如果系统允许,改变散热的方式或加大散热器的尺寸。

(4)其它因素,调整工作频率、更改电路结构等,如PFC采用交错结构,采用LLC或其它软开关电路。

8、校核二极管特性

在桥式电路中如全桥、半桥、LLC以及BUCK电路的下管,有内部寄生二极管的反向恢复的问题,最简单的方法就是采用内部带快恢复二极管的功率MOSFET,如果内部不带快恢复二极管,就要考虑内部寄生二极管的反向恢复特性:Irrm、Qrr、trr、trr1/trr2,如trr要小于250nS,这些参数影响着关断的电压尖峰、效率,以及可靠性,如在LLC的起动、短路中,系统进入容性模式、若二极管反向恢复性能较差,容易产生上下管直通而损坏的问题。如果控制器具有容性模式保护功能,就不用考虑这个因素。

9、雪崩能量及UIS、dv/dt

雪崩能量及测试的条件参考下面的文章,有非常详细的详明。除了反激和一些电机驱动的应用,大多结构不会发生这种单纯的电压箝位的雪崩,很多应用情况下,二极管反向恢复过程中dv/dt、过温以及大电流的综合作用产生动态雪崩击穿损坏。

10、其它参数

内部RG的大小、负载开关和热插拨工作在线性区的问题、SOA特性,和EMI相关的参数、等等。

本文转自:松哥电源(adlsong2016),作者:刘松,转载此文目的在于传递更多信息,版权归原作者所有。

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日前,Vishay Intertechnology, Inc.(NYSE 股市代号:VSH)宣布,将在3月17日-21日于加利福尼亚州阿纳海姆(Anaheim,California)举行的2019年国际应用电力电子展会(APEC)上展示其强大产品阵容。Vishay展位设在411展台,将展示适用于广泛应用领域的最新业内领先功率IC、无源器件、二极管和MOSFET技术。

在APEC 2019上展示的Vishay Siliconix电源IC包括SiC9xx microBRICKÔ系列高效率DC/DC升压稳压器。这款业内占位面积最小的器件采用集成磁芯,结合可靠设计与易用性为通信、工业和服务器应用提供高性价比解决方案。同时,展示80 A SiC8xx VRPower® 智能功率级。利用Vishay最新25 V和30 V trench MOSFET,器件峰值效率达95 %,精度高达± 3 %。

展出的Vishay Siliconix功率MOSFET采用各种先进封装,显著提升电源效率和功率密度。器件展品包括第四代600V E系列功率MOSFET,该系列器件极低的导通阻抗从23 mW 到1450 mW,用于功率因数校正(PFC)和硬开关DC/DC转换器拓扑,可实现业内最优品质因素FOM(即栅级电荷与导通电阻乘积)。在工业电机驱动控制、小型太阳能逆变器和可穿戴设备方面,展出的低压TrenchFET® 第四代器件导通电阻低至0.58 mW,具有业内最低QOSS与导通电阻乘积FOM。

展出的Vishay Semiconductors二极管包括用于PFC和输出整流级的新型FRED Pt® 第五代 1200 V Hyperfast和Ultrafast整流器。30 A和60 A整流器导通和开关损耗在同类器件中达到最佳水平,效率相比硅片产品提高15 %。同时还将展出采用SlimDPAK(TO-252AE)封装的TMBS® 器件,具有ESD功能、采用超薄SMPA(DO-221BC)封装的标准恢复整流器,额定电流达2 A、采用MicroSMP(DO-219AD)封装的FRED Pt®超快恢复整流器。模块展品包括SOT-227封装650 V超快恢复单相整流桥和1200 V标准双模器件,四种可选封装、通过AEC-Q101认证的高压晶闸管和二极管。

无源元件展品包括各种Vishay电容器、电阻器和电感器。Vishay BCcomponents将展示新款微型牛角式和螺丝接头铝电容器,以及X1、X2和Y2 EMI静噪薄膜电容器,这些器件均通过IEC 60384-14: 2013 / AMD1: 2016 IIIB级认证,此外,还将展示满足双85,1000小时测试要求的陶瓷安规电容器,ENYCAPÔ电双层储能电容器。陶瓷盘式电容器展品包括额定电压50 kVDC (34 kVRMS)新型Vishay Cera-Mite螺丝固定电容器,以及额定电压15 kV,业内2 nF高容量小型径向引线Vishay Roederstein电容器。Vishay Roederstein还将展出AC滤波和DC-Link金属化聚丙烯膜电容器。运输、工业和替代能源应用方面,Vishay ESTA将展示水冷式感应加热电容器、电力电子器件、三相组件和采用ESTAspring,业内首款杠杆操作弹簧接头连接的 LVAC功率电容器。

电阻器展品包括新型Vishay BCcomponents VDR金属氧化物压敏电阻(MOV),工作温度达+125 °C,抗浪涌电流能力达13 kA。厚膜器件包括Vishay Techno高压和中压片式电阻分压器、防脉冲Vishay Draloric电阻器、通过AEC-Q200认证的Vishay Sfernice器件、Vishay MCB功率电阻器和Vishay Dale氮化铝器件。薄膜电阻器包括Vishay Dale大功率片式电阻,以及Vishay Beyschlag / Draloric通过AEC-Q200认证的片式和MELF电阻。此外,Vishay Draloric将展示可熔断绕线安规电阻及小型铝壳电阻,同时Vishay Milwaukee展示动态制动和中性点接地电阻,Vishay MCB展示功率达9000 W的水冷电阻。Vishay BCcomponents将展出用于温度检测、通过AEC-Q200认证的NTC接线片传感器和热敏电阻裸片,以及用于能量甩负荷的PTCEL电源浪涌限流器。

Vishay Dale超薄、大电流电感器产品线展品包括工作温度达+180 °C,九种外形尺寸和18种不同高度的汽车级IHLP®系列电感器;带有集成式电场遮罩,能够减小EMI的IHLE系列电感器;以及采用铁粉芯技术,具有稳定饱和性能的IHDM系列功率电感器。展示的Vishay Custom Magnetics解决方案包括平面封装新款小型栅级驱动变压器,总线驱动电压达1200 V,以及高功率密度、封装高度仅为16.5 mm的混合式平面变压器。

Vishay还将在展台上提供多种产品演示,包括Vishay Techno CDMM厚膜表面贴装片式电阻分压器;Vishay Beyschlag MELF电阻器;Vishay Dale RCP厚膜和PCAN薄膜大功率、表面贴装片式电阻器;Vishay BCcomponents 196 HVC ENYCAPÔ 混合储能电容器;Vishay Dale IHLE电感器;Vishay Custom Magnetics TPL系列混合平面变压器;以及Vishay Siliconix microBUCK®和microBRICKÔ功率IC。

APEC是应用电力电子领域的重要活动,重点展示电力电子企业产品的实际应用。欲了解展会更多信息,请访问 http://www.apec-conf.org/

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超级结器件降低传导和开关损耗,提高通信、工业和企业级应用能效

日前,Vishay Intertechnology, Inc.(NYSE 股市代号:VSH)宣布,推出最新第四代600 V E系列功率MOSFET器件。Vishay Siliconix n沟道SiHH068N60E导通电阻比前一代600 V E系列MOSFET低27 %,为通信、工业和企业级电源应用提供高效解决方案,同时,栅极电荷下降60 %。从而使其栅极电荷与导通电阻乘积在同类器件中达到业内最低水平,该参数是600 V MOSFET在功率转换应用中的关键指标 (FOM)。

Vishay提供支持所有功率转换过程的各种MOSFET技术,涵盖需要高压输入到低压输出的各种最新电子系统。随着SiHH068N60E的推出以及即将发布的第四代600 V E系列产品,我们可在设计电源系统架构的初期满足提高能效和功率密度的要求—包括功率因数校正和硬切换DC/DC转换器拓扑结构。

SiHH068N60E采用Vishay最新的高能效E系列超级结技术,10 V条件下典型导通电阻仅为0.059 Ω,超低栅极电荷下降到53 nC。器件的FOM为3.1 Ω*nC,比同类最接近的MOSFET低12 %。SiHH068N60E有效输出电容Co(er)和Co(tr) 分别仅为94 pf和591 pF,可改善开关性能。这些性能参数意味着更低的传导和开关损耗,从而达到节能效果。

日前发布的器件采用PowerPAK® 8x8封装,符合RoHS标准,无卤素,可承受雪崩模式下过压瞬变,并保证极限值100 %通过UIS测试。

SiHH068N60E现可提供样品并已实现量产,供货周期为10周。

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