Tha innealan semiconductor cumhachd air an cleachdadh gu farsaing ann an gnìomhachas, caitheamh, armachd agus raointean eile, agus tha suidheachadh ro-innleachdail àrd aca. Bheir sinn sùil air an dealbh iomlan de innealan cumhachd bho dhealbh:
Faodar innealan semiconductor cumhachd a roinn ann an làn sheòrsa, seòrsa leth-smachd agus seòrsa neo-riaghlaidh a rèir an ìre de smachd air comharran cuairteachaidh. No a rèir feartan comharran a ’chuairt dràibhidh, faodar a roinn ann an seòrsa air a stiùireadh le bholtadh, seòrsa air a stiùireadh le sruth, msaa.
| Seòrsachadh | seòrsa | Innealan semiconductor cumhachd sònraichte |
| Smachd air comharran dealain | Seòrsa leth-smachd | SCR |
| Làn smachd | GTO, GTR, MOSFET, IGBT | |
| Neo-riaraichte | Diode cumhachd | |
| Feartan comharra dràibhidh | Seòrsa air a stiùireadh le bholtaids | IGBT, MOSFET, SITH |
| Seòrsa gnàthaichte air a stiùireadh | SCR, GTO, GTR | |
| Cruth tonn comharra èifeachdach | Seòrsa brosnachaidh pulse | SCR, GTO |
| Seòrsa smachd dealanach | GTR, MOSFET, IGBT | |
| Suidheachaidhean anns a bheil dealanan a tha a’ giùlan sruth a’ gabhail pàirt | inneal bipolar | Power Diode, SCR, GTO, GTR, BSIT, BJT |
| Inneal unipolar | MOSFET, SIT | |
| Inneal iom-fhillte | MCT, IGBT, SITH agus IGCT |
Tha feartan eadar-dhealaichte aig diofar innealan semiconductor cumhachd leithid bholtadh, comas gnàthach, comas bacadh, agus meud. Ann an cleachdadh fìor, feumar innealan iomchaidh a thaghadh a rèir diofar raointean agus feumalachdan.
Tha an gnìomhachas semiconductor air a dhol tro thrì ginealaichean de dh’ atharrachaidhean susbainteach bho rugadh e. Gu ruige seo, tha a 'chiad stuth semiconductor air a riochdachadh le Si fhathast air a chleachdadh sa mhòr-chuid ann an raon innealan cumhachd semiconductor.
| Stuth semiconductor | Còmhlan-gap (eV) | puing leaghaidh (K) | prìomh iarrtas | |
| Stuthan semiconductor 1mh ginealach | Ge | 1.1 | 1221 | Bholtadh ìosal, tricead ìosal, transistors cumhachd meadhanach, photodetectors |
| Stuthan semiconductor 2na ginealach | Si | 0.7 | 1687 | |
| Stuthan semiconductor 3mh ginealach | GaAs | 1.4 | 1511 | Microwave, innealan tonn millimeter, innealan sgaoileadh solais |
| SiC | 3.05 | 2826 | 1. Innealan àrd-chumhachd àrd-teòthachd, àrd-tricead, a tha an aghaidh rèididheachd 2. Diodan sgaoileadh solais gorm, ìre, fiolet, lasers leth-chonnsair | |
| GaN | 3.4 | 1973 | ||
| AIN | 6.2 | 2470 | ||
| C | 5.5 | mu 3800 | ||
| ZnO | 3.37 | 2248 | ||
Dèan geàrr-chunntas air feartan innealan cumhachd leth-smachd agus làn smachd:
| Seòrsa inneal | SCR | GTR | MOSFET | IGBT |
| Seòrsa smachd | Gluasad pulse | Smachd gnàthach | smachd bholtaids | ionad film |
| loidhne fèin-dùnadh | Sguabadh sìos air siubhal | inneal fèin-dùnadh | inneal fèin-dùnadh | inneal fèin-dùnadh |
| tricead obrach | ＜1khz | ＜30khz | 20khz-Mhz | ＜40khz |
| Cumhachd dràibhidh | beag | mòr | beag | beag |
| ag atharrachadh call | mòr | mòr | mòr | mòr |
| call giùlain | beag | beag | mòr | beag |
| Voltage agus an ìre làithreach | 大 | mòr | as lugha | tuilleadh |
| Cleachdaidhean àbhaisteach | Teasachadh inntrigidh tricead meadhanach | Tionndadh tricead UPS | ag atharrachadh solar cumhachd | Tionndadh tricead UPS |
| prìs | as ìsle | ìosal | sa mheadhan | An fheadhainn as daoire |
| buaidh modulation conductance | tha | tha | gin | tha |
Faigh eòlas air MOSFETs
Tha bacadh inntrigidh àrd aig MOSFET, fuaim ìosal, agus deagh sheasmhachd teirmeach; tha pròiseas saothrachaidh sìmplidh aige agus rèididheachd làidir, agus mar sin bidh e air a chleachdadh mar as trice ann an cuairtean amplifier no ag atharrachadh chuairtean;
(1) Prìomh pharaimearan taghaidh: bholtadh stòr drèanaidh VDS (seasamh ri bholtadh), ID sruth aoidionachd leantainneach, RDS (air adhart) air-aghaidh, comas cuir a-steach Ciss (comas snaim), feart càileachd FOM = Ron * Qg, msaa.
(2) A rèir diofar phròiseasan, tha e air a roinn ann an TrenchMOS: trench MOSFET, sa mhòr-chuid ann an raon bholtaids ìosal taobh a-staigh 100V; SGT (Geata Split) MOSFET: geata roinnte MOSFET, sa mhòr-chuid anns an raon bholtachd meadhanach agus ìosal taobh a-staigh 200V; SJ MOSFET: super snaim MOSFET, sa mhòr-chuid anns an raon bholtaids àrd 600-800V;
Ann an solar cumhachd suidsidh, leithid cuairt drèana fosgailte, tha an drèana ceangailte ris an luchd iomlan, ris an canar drèana fosgailte. Ann an cuairteachadh drèana fosgailte, ge bith dè cho àrd sa tha an bholtachd a tha an luchd ceangailte, faodar sruth an luchd a thionndadh air agus dheth. Tha e na dheagh inneal tionndadh analog. Is e seo am prionnsapal MOSFET mar inneal suidse.
A thaobh roinn a’ mhargaidh, tha cha mhòr a h-uile MOSFETan ann an làmhan prìomh luchd-saothrachaidh eadar-nàiseanta. Nam measg, fhuair Infineon IR (American International Rectifier Company) ann an 2015 agus thàinig e gu bhith na stiùiriche gnìomhachais. Chrìochnaich ON Semiconductor cuideachd togail Fairchild Semiconductor san t-Sultain 2016. , leum an roinn margaidh chun dàrna àite, agus an uairsin b’ e na rangachadh reic Renesas, Toshiba, IWC, ST, Vishay, Anshi, Magna, msaa;
Tha suaicheantasan prìomh-shruth MOSFET air an roinn ann an grunn shreathan: Ameireaganach, Seapanais agus Coirèanais.
Sreath Ameireaganach: Infineon, IR, Fairchild, ON Semiconductor, ST, TI, PI, AOS, msaa;
Seapanais: Toshiba, Renesas, ROHM, msaa;
Sreath Korean: Magna, KEC, AUK, Morina Hiroshi, Shinan, KIA
Roinnean pacaid MOSFET
A rèir an dòigh anns a bheil e air a chuir a-steach air bòrd PCB, tha dà phrìomh sheòrsa de phasgan MOSFET ann: plug-in (Through Hole) agus uachdar mount (Surface Mount). e
Tha an seòrsa plug-in a’ ciallachadh gu bheil prìneachan an MOSFET a’ dol tro thuill sreap a’ bhùird PCB agus air an tàthadh gu bòrd PCB. Tha pasganan plug-in cumanta a’ toirt a-steach: pasgan in-loidhne dùbailte (DIP), pasgan geàrr-chunntas transistor (TO), agus pasgan sreath clèithe prìne (PGA).
Pacadh plug-in
Is e cur suas uachdar far a bheil na prìnichean MOSFET agus an flange sgaoilidh teas air an tàthadh ris na padaichean air uachdar bòrd PCB. Tha pasganan sreap uachdar àbhaisteach a’ toirt a-steach: dealbh transistor (D-PAK), transistor dealbh beag (SOT), pasgan geàrr-chunntas beag (SOP), pasgan còmhnard quad (QFP), inneal-giùlain chip le luaidhe plastaig (PLCC), msaa.
pasgan sreap uachdar
Le leasachadh teicneòlais, bidh bùird PCB leithid bùird-màthraichean agus cairtean grafaiceachd an-dràsta a’ cleachdadh nas lugha agus nas lugha de phasgan plug-in dìreach, agus thathas a’ cleachdadh barrachd pacaidh còmhdach uachdar.
1. Pasgan in-loidhne dùbailte (DIP)
Tha dà shreath de phrìneachan anns a’ phacaid DIP agus feumar a chuir a-steach do shocaid chip le structar DIP. Is e an dòigh derivation aige SDIP (Shrink DIP), a tha na phasgan crìonadh dùbailte ann an loidhne. Tha dùmhlachd prìne 6 tursan nas àirde na dùmhlachd DIP.
Tha foirmean structar pacaidh DIP a’ toirt a-steach: DIP dà-in-loidhne ceirmeag ioma-fhilleadh, DIP dà-in-loidhne ceirmeach aon-fhillte, DIP frèam luaidhe (a ’toirt a-steach seòrsa ròin glainne-ceramic, seòrsa structar còmhdach plastaig, cuairteachadh glainne le leaghadh ìosal ceirmeag seòrsa) msaa. 'S e feart pacaidh DIP gum faod e tàthadh tro-tholl de bhùird PCB a thoirt gu buil gu furasta agus gu bheil co-chòrdadh math aige ris a' mhàthair-màthar.
Ach, leis gu bheil an raon pacaidh agus an tighead aige gu ìre mhath mòr, agus gu bheil na prìneachan air am milleadh gu furasta tron phròiseas plugaidh is dì-phlugachaidh, tha an earbsachd truagh. Aig an aon àm, mar thoradh air buaidh a 'phròiseis, chan eil an àireamh de phrìneachan san fharsaingeachd nas àirde na 100. Mar sin, ann am pròiseas àrd amalachadh a' ghnìomhachas dealanach, tha pacadh DIP air a tharraing air ais mean air mhean bhon ìre eachdraidh.
2. Pasgan Geàrr-chunntas Transistor (TO)
Tha mion-chomharrachadh pacaidh tràth, leithid TO-3P, TO-247, TO-92, TO-92L, TO-220, TO-220F, TO-251, msaa uile nan dealbhadh pacaidh plug-in.
TO-3P/247: Is e cruth pacaidh a thathas a’ cleachdadh gu cumanta airson MOSFETan bholtachd meadhanach àrd agus àrd-làthaireach. Tha na feartan aig an toradh bholtachd àrd-sheasmhach agus strì an aghaidh briseadh sìos làidir. Tha
TO-220 / 220F: Is e pasgan làn phlastaig a th’ ann an TO-220F, agus chan fheumar pad inslithe a chuir ris nuair a bhios tu ga stàladh air radiator; Tha duilleag meatailt aig TO-220 ceangailte ris a ’phrìne meadhanach, agus tha feum air pad inslithe nuair a bhios tu a’ stàladh an radiator. Tha coltas coltach ri MOSFETn den dà stoidhle pacaid sin agus faodar an cleachdadh gu h-eadar-mhalairteach. Tha
TO-251: Tha an toradh pacaichte seo air a chleachdadh sa mhòr-chuid gus cosgaisean a lughdachadh agus meud toraidh a lughdachadh. Tha e air a chleachdadh sa mhòr-chuid ann an àrainneachdan le bholtadh meadhanach agus sruth àrd fo 60A agus bholtadh àrd fo 7N. Tha
TO-92: Chan eil am pasgan seo air a chleachdadh ach airson MOSFET bholtachd ìosal (gnàthach fo 10A, seasamh ri bholtadh fo 60V) agus bholtadh àrd 1N60/65, gus cosgaisean a lughdachadh.
Anns na beagan bhliadhnaichean a dh ’fhalbh, mar thoradh air cosgais tàthaidh àrd a’ phròiseas pacaidh plug-in agus coileanadh sgaoilidh teas nas ìsle gu toraidhean seòrsa paiste, tha an t-iarrtas ann am margaidh uachdar uachdar air a dhol suas, a tha cuideachd air leantainn gu leasachadh pacaidh TO. a-steach do phacaid mount uachdar.
Tha TO-252 (ris an canar cuideachd D-PAK) agus TO-263 (D2PAK) le chèile nam pasganan uachdar uachdar. .
TO pacadh coltas toraidh
Is e pasgan sliseagan plastaig a th’ ann an TO252 / D-PAK, a thathas a’ cleachdadh gu cumanta airson pacadh transistors cumhachd agus sgoltagan seasmhach bholtachd. Is e seo aon de na pasganan gnàthach gnàthach. Tha trì dealanan aig MOSFET a tha a’ cleachdadh an dòigh pacaidh seo, geata (G), drèanadh (D), agus stòr (S). Tha am prìne drain (D) air a ghearradh dheth agus chan eil e air a chleachdadh. An àite sin, tha an sinc teas air a 'chùl air a chleachdadh mar an drain (D), a tha air a thàthadh gu dìreach ris a' PCB. Air an aon làimh, tha e air a chleachdadh gus sruthan mòra a thoirt a-mach, agus air an làimh eile, bidh e a ’sgaoileadh teas tron PCB. Mar sin, tha trì padaichean D-PAK air a’ PCB, agus tha an ceap drèanaidh (D) nas motha. Tha na sònrachaidhean pacaidh aige mar a leanas:
Sònrachaidhean meud pacaid TO-252 / D-PAK
Tha TO-263 na atharrachadh de TO-220. Tha e air a dhealbhadh sa mhòr-chuid gus èifeachdas toraidh agus sgaoileadh teas a leasachadh. Bidh e a’ toirt taic do shruth agus bholtadh fìor àrd. Tha e nas cumanta ann am MOSFETan àrd-làthaireach àrd-bholtaid fo 150A agus os cionn 30V. A bharrachd air D2PAK (TO-263AB), tha e cuideachd a’ toirt a-steach TO263-2, TO263-3, TO263-5, TO263-7 agus stoidhlichean eile, a tha fo smachd TO-263, gu sònraichte air sgàth an àireamh eadar-dhealaichte agus astar prìneachan .
Sònrachadh meud pacaid TO-263 / D2PAKs
3. Pasgan sreath clèithe pin (PGA)
Tha grunn phrìneachan sreath ceàrnagach taobh a-staigh agus taobh a-muigh chip PGA (Pin Grid Array Package). Tha gach prìne sreath ceàrnagach air a rèiteachadh aig astar sònraichte timcheall a’ chip. A rèir an àireamh de phrìneachan, faodar a chruthachadh ann an 2 gu 5 cearcaill. Rè an stàladh, dìreach cuir a-steach a ’chip a-steach don t-socaid PGA sònraichte. Tha na buannachdan aige bho bhith a’ plugadh agus a’ dì-phlugachadh furasta agus earbsachd àrd, agus faodaidh e atharrachadh gu triceadan nas àirde.
Stoidhle pacaid PGA
Tha a’ mhòr-chuid de na fo-stratan chip aige air an dèanamh de stuth ceirmeag, agus bidh cuid a’ cleachdadh roisinn plastaig sònraichte mar an t-substrate. A thaobh teicneòlas, mar as trice tha astar meadhan a’ phrìne 2.54mm, agus tha an àireamh de phrìneachan eadar 64 agus 447. Is e feart den t-seòrsa pacaidh seo gur ann as lugha an raon pacaidh (meud), is ann as ìsle a bhios an caitheamh cumhachd (coileanadh). ) seasaidh e, agus a chaochladh. Bha an stoidhle pacaidh chips seo nas cumanta anns na làithean tràtha, agus bha e air a chleachdadh sa mhòr-chuid airson pacadh stuthan caitheamh àrd-chumhachd leithid CPUs. Mar eisimpleir, bidh Intel's 80486 agus Pentium uile a 'cleachdadh an stoidhle pacaidh seo; chan eil luchd-saothrachaidh MOSFET air gabhail ris gu farsaing.
4. Pasgan Transistor Iomlan Beag (SOT)
Is e pasgan transistor cumhachd beag seòrsa paiste a th’ ann an SOT (Transistor Beag Out-Line), sa mhòr-chuid a’ toirt a-steach SOT23, SOT89, SOT143, SOT25 (ie SOT23-5), msaa. air a thoirt a-mach, a tha nas lugha ann am meud na pacaidean TO.
Seòrsa pacaid SOT
Is e pasgan transistor a thathas a’ cleachdadh gu cumanta a th’ ann an SOT23 le trì prìneachan cumadh sgiathan, is e sin neach-cruinneachaidh, emitter agus bonn, a tha air an liostadh air gach taobh de thaobh fada a’ cho-phàirt. Nam measg, tha an emitter agus bonn air an aon taobh. Tha iad cumanta ann an transistors cumhachd ìosal, transistors buaidh achaidh agus transistors co-dhèanta le lìonraidhean resistor. Tha neart math aca ach tha comas-solarachaidh truagh aca. Tha an coltas air a shealltainn ann am Figear (a) gu h-ìosal.
Tha trì prìneachan goirid aig SOT89 air an cuairteachadh air aon taobh den transistor. Tha an taobh eile na sinc teas meatailt ceangailte ris a’ bhunait gus comas sgaoilidh teas àrdachadh. Tha e cumanta ann an transistors uachdar cumhachd silicon agus tha e freagarrach airson tagraidhean cumhachd nas àirde. Tha an coltas air a shealltainn ann am Figear (b) gu h-ìosal. Tha
Tha ceithir prìneachan goirid ann an cumadh sgiathan aig SOT143, a tha air an stiùireadh a-mach bho gach taobh. Is e ceann nas fharsainge a 'phrìne an neach-cruinneachaidh. Tha an seòrsa pasgan seo cumanta ann an transistors àrd-tricead, agus tha a choltas air a shealltainn ann am Figear (c) gu h-ìosal. Tha
Tha SOT252 na transistor àrd-chumhachd le trì prìneachan a’ dol bho aon taobh, agus tha am prìne meadhanach nas giorra agus is e an neach-cruinneachaidh. Ceangail ris a 'phrìne as motha aig a' cheann eile, a tha na dhuilleag copair airson sgaoileadh teas, agus tha a choltas mar a chithear ann am Figear (d) gu h-ìosal.
Coimeas coltas pacaid SOT cumanta
Tha am MOSFET ceithir-crìochnachaidh SOT-89 air a chleachdadh gu cumanta air bùird-màthraichean. Tha na sònrachaidhean agus na tomhasan aige mar a leanas:
Sònrachaidhean meud SOT-89 MOSFET (aonad: mm)
5. Pasgan Iomraidh Beag (SOP)
Is e SOP (Pasgan Beaga Out-Line) aon de na pacaidean sreap uachdar, ris an canar cuideachd SOL no DFP. Tha na prìneachan air an tarraing a-mach bho gach taobh den phacaid ann an cumadh sgiath faoileag (cumadh L). Tha na stuthan plastaigeach agus ceirmeag. Tha inbhean pacaidh SOP a’ toirt a-steach SOP-8, SOP-16, SOP-20, SOP-28, msaa. Tha an àireamh às deidh SOP a’ comharrachadh an àireamh de phrìneachan. Bidh a’ mhòr-chuid de phasganan MOSFET SOP a’ gabhail ri sònrachaidhean SOP-8. Bidh an gnìomhachas gu tric a’ fàgail “P” air falbh agus ga ghiorrachadh mar SO (Small Out-line).
Meud pacaid SOP-8
Chaidh SO-8 a leasachadh an toiseach le Companaidh PHILIP. Tha e air a phacadh ann am plastaig, chan eil truinnsear bonn sgaoilidh teas ann, agus tha droch sgaoileadh teas ann. Tha e air a chleachdadh sa chumantas airson MOSFETan cumhachd ìosal. Nas fhaide air adhart, thàinig mion-chomharrachaidhean àbhaisteach leithid TSOP (Pasgan Mion-chunntais Thin Small), VSOP (Pasgan Iomraidh Glè bheag), SSOP (Shrink SOP), TSSOP (Thin Shrink SOP), msaa; nam measg, tha TSOP agus TSSOP air an cleachdadh gu cumanta ann am pacadh MOSFET.
Sònrachaidhean stèidhichte air SOP air an cleachdadh gu cumanta airson MOSFETn
6. Pasgan Quad Flat (QFP)
Tha an astar eadar prìneachan chip ann am pasgan QFP (Pasgan Flat Quad Plastaig) glè bheag agus tha na prìnichean gu math tana. Tha e air a chleachdadh sa chumantas ann an cuairtean amalaichte mòr no ultra-mòr, agus mar as trice tha an àireamh de phrìneachan nas àirde na 100. Feumaidh sgoltagan a tha air am pacadh san fhoirm seo teicneòlas sreap uachdar SMT a chleachdadh gus a ’chip a chuir air a’ mhàthair-mhàthair. Tha ceithir prìomh fheartan aig an dòigh pacaidh seo: ① Tha e freagarrach airson teicneòlas sreap uachdar SMD gus uèirleadh a chuir air bùird cuairteachaidh PCB; ② Tha e freagarrach airson cleachdadh àrd-tricead; ③ Tha e furasta obrachadh agus tha earbsa àrd; ④ Tha an co-mheas eadar an raon chip agus an raon pacaidh beag. Coltach ris an dòigh pacaidh PGA, bidh an dòigh pacaidh seo a ’pasgadh a’ chip ann am pasgan plastaig agus chan urrainn dha an teas a thèid a chruthachadh a sgaoileadh nuair a bhios a ’chip ag obair ann an deagh àm. Tha e a 'cuingealachadh leasachadh coileanadh MOSFET; agus tha am pacadh plastaig fhèin a’ meudachadh meud an inneil, nach eil a’ coinneachadh ris na riatanasan airson leasachadh semiconductors a thaobh a bhith aotrom, tana, goirid agus beag. A bharrachd air an sin, tha an seòrsa dòigh pacaidh seo stèidhichte air aon chip, aig a bheil na duilgheadasan a thaobh èifeachdas cinneasachaidh ìosal agus cosgais pacaidh àrd. Mar sin, tha QFP nas freagarraiche airson a chleachdadh ann an cuairtean loidsig didseatach LSI leithid microprocessors / arrays geata, agus tha e cuideachd freagarrach airson pacadh toraidhean cuairteachaidh LSI analog leithid giollachd chomharran VTR agus giullachd chomharran claisneachd.
7 、 Pasgan còmhnard Quad gun stiùir (QFN)
Tha am pasgan QFN (Pasgan Quad Flat Non-luaidhe) uidheamaichte le fiosan electrode air na ceithir taobhan. Leis nach eil stiùirichean ann, tha an raon sreap nas lugha na QFP agus tha an àirde nas ìsle na QFP. Nam measg, canar LCC (Luideless Chip Carriers) ris an QFN ceirmeag, agus canar plastaig LCC, PCLC, P-LCC, msaa, ris an canar QFN plastaig cosgais ìosal a’ cleachdadh stuth bonn fo-strat clò-bhuailte epoxy resin. teicneòlas le meud pad beag, meud beag, agus plastaig mar stuth ròin. Tha QFN air a chleachdadh sa mhòr-chuid airson pacadh cuairteachaidh amalaichte, agus cha tèid MOSFET a chleachdadh. Ach, leis gun do mhol Intel fuasgladh draibhear aonaichte agus MOSFET, chuir e DrMOS air bhog ann am pasgan QFN-56 ("56" a’ toirt iomradh air na prìneachan ceangail 56 air cùl a ’chip).
Bu chòir a thoirt fa-near gu bheil an aon rèiteachadh luaidhe taobh a-muigh aig a’ phacaid QFN ris a’ phasgan geàrr-chunntas beag ultra-tana (TSSOP), ach tha a mheud 62% nas lugha na an TSSOP. A rèir dàta modaladh QFN, tha an coileanadh teirmeach aige 55% nas àirde na coileanadh pacadh TSSOP, agus tha a choileanadh dealain (inntrigeadh agus capacitance) 60% agus 30% nas àirde na pacadh TSSOP fa leth. Is e an ana-cothrom as motha gu bheil e duilich a chàradh.
DrMOS ann am pasgan QFN-56
Chan urrainn do sholarachaidhean cumhachd atharrachadh ceum sìos DC/DC traidiseanta coinneachadh ris na riatanasan airson dùmhlachd cumhachd nas àirde, agus chan urrainn dhaibh fuasgladh fhaighinn air duilgheadas buaidhean paramadair dìosganach aig tricead suidse àrd. Le ùr-ghnàthachadh agus adhartas teicneòlais, tha e air a thighinn gu bhith na fhìrinn draibhearan agus MOSFETan fhilleadh a-steach gus modalan ioma-chip a thogail. Faodaidh an dòigh amalachaidh seo mòran àite a shàbhaladh agus dùmhlachd caitheamh cumhachd àrdachadh. Tro bhith a’ dèanamh an fheum as fheàrr de dhraibhearan agus MOSFETn, tha e air a thighinn gu bith. Èifeachdas cumhachd agus sruth DC àrd-inbhe, is e seo draibhear aonaichte DrMOS IC.
Renesas 2na ginealach DrMOS
Tha am pasgan gun luaidhe QFN-56 a’ dèanamh bacadh teirmeach DrMOS gu math ìosal; le ceangal uèir a-staigh agus dealbhadh criomag copair, faodar sreangadh PCB taobh a-muigh a lughdachadh, agus mar sin a’ lughdachadh inductance agus strì. A bharrachd air an sin, faodaidh am pròiseas MOSFET silicon domhainn-seanail a thathar a’ cleachdadh cuideachd lùghdachadh mòr a thoirt air call giùlain, suidseadh agus cosgais geata; tha e co-chòrdail ri measgachadh de luchd-riaghlaidh, is urrainn dha diofar mhodhan obrachaidh a choileanadh, agus a’ toirt taic do mhodh tionndaidh ìre gnìomhach APS (Auto Phase Switching). A bharrachd air pacadh QFN, tha pacadh neo-luaidhe còmhnard dà-thaobhach (DFN) cuideachd na phròiseas pacaidh dealanach ùr a chaidh a chleachdadh gu farsaing ann an grunn phàirtean de ON Semiconductor. An coimeas ri QFN, tha nas lugha de eleactrothan luaidhe aig DFN air gach taobh.
8 、 Inneal-giùlain chip le stiùir plastaig (PLCC)
Tha cumadh ceàrnagach aig PLCC (Pasgan Flat Quad Plastaig) agus tha e tòrr nas lugha na am pasgan DIP. Tha 32 prìneachan ann le prìnichean timcheall. Tha na prìnichean air an stiùireadh a-mach bho na ceithir taobhan den phacaid ann an cumadh T. Is e toradh plastaig a th’ ann. Is e astar meadhan a’ phrìne 1.27mm, agus tha an àireamh de phrìneachan eadar 18 agus 84. Chan eil na prìnichean cumadh J furasta an deformachadh agus tha iad nas fhasa obrachadh na QFP, ach tha an sgrùdadh coltas às deidh tàthadh nas duilghe. Tha pacadh PLCC freagarrach airson uèirleadh a chuir air PCB a’ cleachdadh teicneòlas sreap uachdar SMT. Tha na buannachdan aige ann am meud beag agus earbsachd àrd. Tha pacadh PLCC gu ìre mhath cumanta agus air a chleachdadh ann an loidsig LSI, DLD (no inneal loidsig prògram) agus cuairtean eile. Bidh am foirm pacaidh seo gu tric air a chleachdadh ann am motherboard BIOS, ach an-dràsta chan eil e cho cumanta ann am MOSFETs.
Encapsulation agus leasachadh airson iomairtean prìomh-shruthach
Mar thoradh air gluasad leasachaidh bholtachd ìosal agus sruth àrd ann an CPUs, feumaidh sruth toraidh mòr a bhith aig MOSFETn, ìosal air-aghaidh, gineadh teas ìosal, sgaoileadh teas luath, agus meud beag. A bharrachd air a bhith ag adhartachadh teicneòlas agus pròiseasan cinneasachadh chip, tha luchd-saothrachaidh MOSFET cuideachd a’ leantainn air adhart ag adhartachadh teicneòlas pacaidh. A rèir co-chòrdalachd le sònrachaidhean coltas àbhaisteach, bidh iad a’ moladh cumaidhean pacaidh ùra agus a ’clàradh ainmean comharra-malairt airson na pacaidean ùra a bhios iad a’ leasachadh.
1 、 RENESAS WPAK, LFPAK agus LFPAK-I pacaidean
Tha WPAK na phasgan rèididheachd teas àrd air a leasachadh le Renesas. Le bhith a’ dèanamh atharrais air a’ phacaid D-PAK, tha an sinc teas chip air a thàthadh chun bhòrd-mhàthar, agus tha an teas air a sgaoileadh tron bhòrd-mhàthar, gus an ruig am pasgan beag WPAK sruth toraidh D-PAK cuideachd. Bidh WPAK-D2 a’ pacadh dà MOSFET àrd / ìosal gus inductance uèirleas a lughdachadh.
Meud pacaid Renesas WPAK
Tha LFPAK agus LFPAK-I nan dà phasgan cruth-factar beag eile air an leasachadh le Renesas a tha co-chosmhail ri SO-8. Tha LFPAK coltach ri D-PAK, ach nas lugha na D-PAK. Bidh LFPAK-i a’ cur an sinc teas gu h-àrd gus teas a sgaoileadh tron sinc teas.
Pacaidean Renesas LFPAK agus LFPAK-I
2. Pacadh Vishay Power-PAK agus Polar-PAK
Is e Power-PAK an t-ainm pacaid MOSFET clàraichte le Vishay Corporation. Tha dà shònrachadh aig Power-PAK: Power-PAK1212-8 agus Power-PAK SO-8.
Pasgan Vishay Power-PAK1212-8
Pasgan Vishay Power-PAK SO-8
Is e pasgan beag a th’ ann am Polar PAK le sgaoileadh teas le dà thaobh agus is e aon de na prìomh theicneòlasan pacaidh aig Vishay. Tha Polar PAK an aon rud ris a’ phacaid àbhaisteach so-8. Tha puingean sgaoilidh aige air gach taobh àrd is ìosal den phacaid. Chan eil e furasta teas a chruinneachadh taobh a-staigh a’ phacaid agus faodaidh e dùmhlachd gnàthach an t-sruth obrachaidh àrdachadh gu dà uair nas àirde na SO-8. An-dràsta, tha Vishay air cead a thoirt do theicneòlas Polar PAK gu STMicroelectronics.
Pasgan de Vishay Polar PAK
3. Pacaidean luaidhe còmhnard Onsemi SO-8 agus WDFN8
Tha ON Semiconductor air dà sheòrsa de MOSFETan luaidhe-còmhnard a leasachadh, am measg am bi an fheadhainn le luaidhe còmhnard SO-8 air an cleachdadh le mòran bhùird. ON Bidh MOSFETan cumhachd NVMx agus NVTx a chaidh a chuir air bhog às ùr aig Semiconductor a’ cleachdadh pasganan teann DFN5 (SO-8FL) agus WDFN8 gus call giùlain a lughdachadh. Tha e cuideachd a’ nochdadh QG ìosal agus capacitance gus call draibhearan a lughdachadh.
ON Semiconductor SO-8 Flat Lead Pack
AIR pasgan Semiconductor WDFN8
4. NXP LFPAK agus QLPAK pacadh
Tha NXP (Philps roimhe seo) air teicneòlas pacaidh SO-8 a leasachadh gu LFPAK agus QLPAK. Nam measg, thathas den bheachd gur e LFPAK am pasgan cumhachd SO-8 as earbsaiche san t-saoghal; fhad ‘s a tha feartan meud beag aig QLPAK agus èifeachdas sgaoilidh teas nas àirde. An coimeas ri SO-8 àbhaisteach, tha QLPAK ann an raon bòrd PCB de 6 * 5mm agus tha strì teirmeach de 1.5k / W aige.
Pasgan NXP LFPAK
Pacadh NXP QLPAK
4. ST Semiconductor PowerSO-8 pasgan
Tha teicneòlasan pacaidh chip MOSFET cumhachd STMicroelectronics a’ toirt a-steach SO-8, PowerSO-8, PowerFLAT, DirectFET, PolarPAK, msaa. Nam measg, tha Power SO-8 na dhreach leasaichte de SO-8. A bharrachd air an sin, tha PowerSO-10, PowerSO-20, TO-220FP, H2PAK-2 agus pasganan eile.
Pasgan STMicroelectronics Power SO-8
5. Fairchild Semiconductor Power 56 pasgan
Is e Power 56 an t-ainm sònraichte aig Farichild, agus is e DFN5 × 6 an t-ainm oifigeil a th’ air. Tha an raon pacaidh aige an coimeas ris an fhear a thathas a’ cleachdadh gu cumanta TSOP-8, agus tha am pasgan tana a’ sàbhaladh àirde fuasglaidh phàirtean, agus tha an dealbhadh Thermal-Pad aig a’ bhonn a’ lughdachadh strì an aghaidh teirmeach. Mar sin, tha mòran de luchd-saothrachaidh innealan cumhachd air DFN5 × 6 a chleachdadh.
Pasgan Fairchild Power 56
6. Eadar-nàiseanta Rectifier (IR) Direct FET pasgan
Tha Direct FET a’ toirt seachad fuarachadh àrd èifeachdach ann an lorg-coise SO-8 no nas lugha agus tha e freagarrach airson tagraidhean tionndaidh cumhachd AC-DC agus DC-DC ann an coimpiutairean, coimpiutairean-uchd, cian-chonaltradh agus uidheamachd dealanach luchd-cleachdaidh. Tha togail can meatailt DirectFET a’ toirt seachad sgaoileadh teas le dà thaobh, gu h-èifeachdach a’ dùblachadh comasan làimhseachaidh gnàthach luchd-tionndaidh boc DC-DC àrd-tricead an coimeas ri pasganan àbhaisteach plastaigeach air leth. Tha am pasgan Direct FET na sheòrsa air a chuir air ais, leis an sinc teas drain (D) a’ coimhead suas agus còmhdaichte le slige meatailt, tro bheil teas air a sgaoileadh. Bidh pacadh dìreach FET gu mòr a’ leasachadh sgaoileadh teas agus a’ gabhail nas lugha de rùm le deagh sgaoileadh teas.
Geàrr-chunntas
Anns an àm ri teachd, mar a bhios an gnìomhachas saothrachaidh dealanach a ’leantainn air adhart a’ leasachadh a thaobh ultra-tana, miniaturization, bholtachd ìosal, agus sruth àrd, bidh coltas agus structar pacaidh taobh a-staigh MOSFET cuideachd ag atharrachadh gus atharrachadh nas fheàrr a rèir feumalachdan leasachaidh an t-saothrachaidh. gnìomhachas. A bharrachd air an sin, gus an ìre taghaidh airson luchd-saothrachaidh dealanach a lughdachadh, bidh gluasad leasachadh MOSFET a thaobh stiùireadh modularization agus pacadh ìre siostam a’ sìor fhàs follaiseach, agus leasaichidh toraidhean ann an dòigh cho-òrdanaichte bho ioma-mheudan leithid coileanadh agus cosgais. . Tha pasgan mar aon de na factaran iomraidh cudromach airson taghadh MOSFET. Tha riatanasan dealain eadar-dhealaichte aig diofar thoraidhean dealanach, agus feumaidh diofar àrainneachdan stàlaidh cuideachd mion-chomharrachadh meud gus coinneachadh. Ann an taghadh fìor, bu chòir an co-dhùnadh a dhèanamh a rèir na fìor fheumalachdan fon phrionnsapal coitcheann. Tha cuid de shiostaman dealanach air an cuingealachadh le meud a’ PCB agus àirde a-staigh. Mar eisimpleir, mar as trice bidh solar cumhachd modal de shiostaman conaltraidh a’ cleachdadh pasganan DFN5 * 6 agus DFN3 * 3 air sgàth cuingealachaidhean àirde; ann an cuid de sholarachaidhean cumhachd ACDC, tha dealbhadh ultra-tana no mar thoradh air crìochan shligean freagarrach airson MOSFETan cumhachd pacaichte TO220 a chruinneachadh. Aig an àm seo, faodar na prìneachan a chuir a-steach gu dìreach a-steach don fhreumh, nach eil freagarrach airson toraidhean pacaichte TO247; tha cuid de dhealbhaidhean ultra-tana ag iarraidh gum bi na prìneachan inneal air an lùbadh agus air an cur sìos gu còmhnard, a mheudaicheas iom-fhillteachd taghadh MOSFET.
Mar a roghnaicheas tu MOSFET
Dh'innis innleadair dhomh aon uair nach do choimhead e a-riamh air a 'chiad duilleag de dhuilleag dàta MOSFET oir cha do nochd am fiosrachadh "practaigeach" ach air an dàrna duilleag agus nas fhaide air falbh. Tha fiosrachadh luachmhor do luchd-dealbhaidh aig cha mhòr a h-uile duilleag air duilleag dàta MOSFET. Ach chan eil e an-còmhnaidh soilleir ciamar a mhìnicheas tu an dàta a thug luchd-saothrachaidh seachad.
Tha an artaigil seo a’ mìneachadh cuid de phrìomh shònrachaidhean MOSFETn, mar a tha iad air an cur an cèill air a’ chlàr-dhuilleag, agus an dealbh shoilleir a dh’ fheumas tu gus an tuigsinn. Coltach ris a’ mhòr-chuid de dh’ innealan dealanach, tha teòthachd obrachaidh a’ toirt buaidh air MOSFETs. Mar sin tha e cudromach tuigsinn na suidheachaidhean deuchainn fo bheil na comharran ainmichte air an cur an sàs. Tha e cuideachd deatamach tuigsinn a bheil na comharran a chì thu anns an "Ro-ràdh Bathar" nan luachan "as àirde" no "àbhaisteach", oir chan eil cuid de dhuilleagan dàta ga dhèanamh soilleir.
Ìre bholtaids
Is e am prìomh fheart a tha a’ dearbhadh MOSFET an bholtadh stòr drèanaidh VDS, no an “bholtaid briseadh stòr-drain”, an bholtadh as àirde as urrainn don MOSFET a sheasamh gun mhilleadh nuair a tha an geata goirid air a chuairteachadh chun stòr agus an sruth drèanaidh. tha 250 μA. . Canar VDS cuideachd mar an “bholtadh iomlan as àirde aig 25 ° C”, ach tha e cudromach cuimhneachadh gu bheil an làn bholtadh seo an urra ri teòthachd, agus mar as trice tha “co-èifeachd teòthachd VDS” anns an duilleag dàta. Feumaidh tu cuideachd tuigsinn gur e an VDS as àirde am bholtadh DC a bharrachd air spìcean bholtachd agus ripples a dh’ fhaodadh a bhith an làthair sa chuairt. Mar eisimpleir, ma chleachdas tu inneal 30V air solar cumhachd 30V le spìc 100mV, 5ns, bidh an bholtadh nas àirde na crìoch iomlan an inneil agus faodaidh an inneal a dhol a-steach don mhodh maoim-sneachda. Anns a 'chùis seo, chan urrainnear a bhith cinnteach à earbsachd an MOSFET. Aig teòthachd àrd, faodaidh an co-èifeachd teòthachd atharrachadh gu mòr air an bholtadh briseadh. Mar eisimpleir, tha co-èifeachd teòthachd adhartach aig cuid de MOSFETan seanail N le ìre bholtachd de 600V. Mar a bhios iad a’ tighinn faisg air an teòthachd snaim as àirde aca, tha an co-èifeachd teòthachd ag adhbhrachadh gum bi na MOSFETan sin gan giùlan fhèin mar 650V MOSFETs. Feumaidh riaghailtean dealbhaidh mòran de luchd-cleachdaidh MOSFET factar derating de 10% gu 20%. Ann an cuid de dhealbhaidhean, leis gu bheil an fhìor bholtachd briseadh sìos 5% gu 10% nas àirde na an luach comharraichte aig 25 ° C, thèid iomall dealbhaidh feumail co-fhreagarrach a chur ris an fhìor dhealbhadh, a tha gu math buannachdail don dealbhadh. A cheart cho cudromach airson taghadh ceart de MOSFETn tha tuigse air àite an bholtaids geata-stòr VGS rè a’ phròiseas giùlain. Is e am bholtadh seo am bholtadh a nì cinnteach gun tèid an MOSFET a ghiùlan gu h-iomlan fo staid RDS (air) as àirde. Sin as coireach gu bheil an aghaidh an-còmhnaidh co-cheangailte ris an ìre VGS, agus is ann dìreach aig an bholtadh seo as urrainnear an inneal a thionndadh air. Is e toradh dealbhaidh cudromach nach urrainn dhut am MOSFET a thionndadh air adhart gu h-iomlan le bholtadh nas ìsle na an ìre VGS as ìsle a chaidh a chleachdadh gus an ìre RDS (air adhart) a choileanadh. Mar eisimpleir, gus MOSFET a dhràibheadh gu h-iomlan le microcontroller 3.3V, feumaidh tu a bhith comasach air an MOSFET a thionndadh aig VGS = 2.5V no nas ìsle.
Air-aghaidh, cosgais geata, agus "figear airidheachd"
Tha seasmhachd MOSFET an-còmhnaidh air a dhearbhadh aig aon bholtaids geata-gu-stòr no barrachd. Faodaidh an ìre as àirde RDS (air adhart) a bhith 20% gu 50% nas àirde na an luach àbhaisteach. Mar as trice bidh an ìre as àirde de RDS (air) a’ toirt iomradh air an luach aig teòthachd snaim de 25 ° C. Aig teòthachd nas àirde, faodaidh RDS (air adhart) àrdachadh 30% gu 150%, mar a chithear ann am Figear 1. Leis gu bheil RDS (air adhart) ag atharrachadh le teòthachd agus chan urrainnear an luach dìon as ìsle a ghealltainn, chan eil lorg air sruth stèidhichte air RDS (air) dòigh-obrach gu math ceart.
Figear 1 RDS (air adhart) ag àrdachadh le teòthachd anns an raon de 30% gu 150% den teòthachd obrachaidh as àirde
Tha ar-aghaidh glè chudromach airson an dà chuid MOSFETan N-seanail agus P-seanail. Ann a bhith ag atharrachadh solar cumhachd, tha Qg na phrìomh shlat-tomhais taghaidh airson MOSFETan seanail N a thathas a’ cleachdadh ann a bhith ag atharrachadh solar cumhachd leis gu bheil Qg a’ toirt buaidh air call suidse. Tha dà bhuaidh aig na call sin: is e aon dhiubh an ùine tionndaidh a bheir buaidh air MOSFET air agus dheth; is e am fear eile an lùth a dh’ fheumar gus capacitance a’ gheata a ghearradh rè gach pròiseas suidse. Is e aon rud ri chumail nad inntinn gu bheil Qg an urra ri bholtachd stòr a’ gheata, eadhon ged a lughdaicheas cleachdadh Vgs nas ìsle call tionndaidh. Mar dhòigh luath air coimeas a dhèanamh eadar MOSFETs a thathar an dùil a chleachdadh ann a bhith ag atharrachadh thagraidhean, bidh luchd-dealbhaidh gu tric a’ cleachdadh foirmle singilte anns a bheil RDS (air) airson call giùlain agus Qg airson call suidse: RDS (air) xQg. Tha am “figear airidheachd” (FOM) seo a’ toirt geàrr-chunntas air coileanadh an inneil agus a’ leigeil le MOSFETn a bhith air an coimeas a thaobh luachan àbhaisteach no as àirde. Gus dèanamh cinnteach à coimeas ceart thar innealan, feumaidh tu dèanamh cinnteach gu bheil an aon VGS air a chleachdadh airson RDS (on) agus Qg, agus nach tachair na luachan àbhaisteach agus as àirde a mheasgachadh ri chèile san fhoillseachadh. Bheir FOM nas ìsle dhut coileanadh nas fheàrr ann a bhith ag atharrachadh thagraidhean, ach chan eil e cinnteach. Chan fhaighear na toraidhean coimeas as fheàrr ach ann an cuairt fhìor, agus ann an cuid de chùisean dh’ fhaodadh gum feumar an cuairteachadh a ghleusadh airson gach MOSFET. Ìre sruthach agus sgaoileadh cumhachd, stèidhichte air diofar shuidheachaidhean deuchainn, tha aon no barrachd sruthan drèanaidh leantainneach aig a’ mhòr-chuid de MOSFETs anns an duilleag dàta. Bidh thu airson coimhead air an duilleag dàta gu faiceallach gus faighinn a-mach a bheil an rangachadh aig teòthachd na cùise ainmichte (me TC = 25 ° C), no teòthachd na h-àrainneachd (me TA = 25 ° C). Bidh dè na luachan sin as buntainniche an urra ri feartan an inneil agus an cleachdadh (faic Figear 2).
Figear 2 Is e fìor dhàta a th’ anns a h-uile luach sruth is cumhachd as àirde
Airson innealan beaga air an cur suas air uachdar a thathas a’ cleachdadh ann an innealan làimhe, is dòcha gur e an ìre gnàthach as buntainniche aig teòthachd àrainneachd 70 ° C. Airson uidheamachd mòr le sinc teas agus fuarachadh èadhair èiginneach, faodaidh an ìre gnàthach aig TA = 25 ℃ a bhith nas fhaisge air an fhìor shuidheachadh. Airson cuid de dh’ innealan, faodaidh am bàs barrachd sruth a làimhseachadh aig an teòthachd snaim as àirde na crìochan pacaid. Ann an cuid de dhuilleagan dàta, tha an ìre làithreach “bàs-chuingealaichte” seo na fhiosrachadh a bharrachd chun na h-ìre gnàthach “cuibhrichte air pacaid”, a bheir dhut beachd air cho làidir sa tha am bàs. Tha beachdachadh coltach ris a’ buntainn ri sgaoileadh cumhachd leantainneach, a tha an urra chan ann a-mhàin air teòthachd ach cuideachd air ùine. Smaoinich air inneal ag obair gu leantainneach aig PD = 4W airson 10 diogan aig TA = 70 ℃. Bidh an rud a th’ ann an ùine “leantainneach” ag atharrachadh a rèir a’ phacaid MOSFET, agus mar sin bidh thu airson a’ phlota bacaidh tar-ghluasadach teirmeach àbhaisteach a chleachdadh bhon duilleag-dàta gus faicinn cò ris a bhios an sgaoileadh cumhachd coltach às deidh 10 diogan, 100 diogan, no 10 mionaidean . Mar a chithear ann am Figear 3, tha co-èifeachd dìon teirmeach an inneal sònraichte seo às deidh buille 10-diog timcheall air 0.33, a tha a’ ciallachadh aon uair ‘s gun ruig am pasgan sùghaidh teirmeach às deidh timcheall air 10 mionaidean, nach eil comas sgaoilidh teas an inneil ach 1.33W an àite 4W . Ged a dh'fhaodas comas sgaoilidh teas an inneil ruighinn mu 2W fo dheagh fhuarachadh.
Figear 3 Frith-aghaidh teirmeach MOSFET nuair a thèid cuisle cumhachd a chuir an sàs
Gu dearbh, is urrainn dhuinn mar a roghnaicheas tu MOSFET a roinn ann an ceithir ceumannan.
A 'chiad cheum: tagh N sianal no P sianal
Is e a’ chiad cheum ann a bhith a’ taghadh an inneal ceart airson do dhealbhaidh a bhith a’ co-dhùnadh am bu chòir dhut N-sianal no P-channel MOSFET a chleachdadh. Ann an tagradh cumhachd àbhaisteach, nuair a tha MOSFET ceangailte ris an talamh agus an luchd ceangailte ri bholtadh a’ phrìomh phìob, bidh am MOSFET a’ cruthachadh an suidse taobh ìosal. Anns an tionndadh taobh ìosal, bu chòir MOSFETan N-seanail a chleachdadh air sgàth beachdachadh air an bholtadh a dh’ fheumar gus an inneal a chuir dheth no air adhart. Nuair a tha am MOSFET ceangailte ris a’ bhus agus a’ luchdachadh gu làr, thathas a’ cleachdadh suidse àrd-thaobh. Mar as trice bithear a’ cleachdadh MOSFETan P-seanail anns an topology seo, a tha cuideachd mar thoradh air beachdachadh air draibheadh bholtaids. Gus an inneal ceart a thaghadh airson an tagradh agad, feumaidh tu dearbhadh dè an bholtadh a tha a dhìth gus an inneal a dhràibheadh agus an dòigh as fhasa air a dhèanamh nad dhealbhadh. Is e an ath cheum an ìre bholtachd a tha a dhìth a dhearbhadh, no an bholtadh as àirde as urrainn don inneal seasamh. Mar as àirde an ìre bholtachd, is ann as àirde a bhios cosgais an inneil. A rèir eòlas practaigeach, bu chòir an bholtadh ìre a bhith nas àirde na bholtaids prìomh phìoban no bholtadh bus. Bheir seo dìon gu leòr gus nach fàillig am MOSFET. Nuair a thaghas tu MOSFET, feumar faighinn a-mach an bholtadh as àirde a ghabhas fhulang bhon drèana chun stòr, is e sin, an VDS as àirde. Tha e cudromach fios a bhith agad gum faod an bholtadh as àirde a tha ann am MOSFET seasamh ri atharrachaidhean le teòthachd. Feumaidh dealbhadairean deuchainn a dhèanamh air caochlaidhean bholtachd thairis air an raon teòthachd obrachaidh gu lèir. Feumaidh iomall gu leòr a bhith aig a’ bholtadh comharraichte gus an raon atharrachaidh seo a chòmhdach gus dèanamh cinnteach nach fàillig an cuairteachadh. Tha feartan sàbhailteachd eile air am feum innleadairean dealbhaidh beachdachadh a’ toirt a-steach gluasadan bholtachd air adhbhrachadh le bhith ag atharrachadh electronics leithid motaran no cruth-atharraichean. Bidh bholtaids ìre ag atharrachadh airson diofar thagraidhean; mar as trice, 20V airson innealan so-ghiùlain, 20-30V airson solar cumhachd FPGA, agus 450-600V airson tagraidhean 85-220VAC.
Ceum 2: Obraich a-mach an t-sruth ìre
Is e an dàrna ceum an rangachadh làithreach den MOSFET a thaghadh. A rèir rèiteachadh a’ chuairteachaidh, bu chòir gum biodh an sruth ìre seo mar an sruth as àirde as urrainn don luchd seasamh anns a h-uile suidheachadh. Coltach ris an t-suidheachadh bholtachd, feumaidh an dealbhaiche dèanamh cinnteach gun urrainn don MOSFET a chaidh a thaghadh seasamh ris an ìre làithreach seo, eadhon nuair a ghineas an siostam spìcean gnàthach. Is e an dà shuidheachadh làithreach air an deach beachdachadh modh leantainneach agus spìc cuisle. Ann am modh giùlain leantainneach, tha am MOSFET ann an staid sheasmhach, far a bheil sruth a 'sruthadh gu leantainneach tron inneal. Tha spìc chuisle a’ toirt iomradh air àrdachadh mòr (no sruth spìc) a’ sruthadh tron inneal. Aon uair ‘s gu bheil an sruth as àirde fo na cumhaichean sin air a dhearbhadh, tha e dìreach na chùis inneal a thaghadh as urrainn an sruth as àirde seo a làimhseachadh. Às deidh dhut an sruth ìre a thaghadh, feumar cuideachd an call giùlain a thomhas. Ann an suidheachaidhean fìor, chan eil MOSFET na inneal air leth freagarrach oir tha call lùth dealain ann tron phròiseas giùlain, ris an canar call giùlain. Bidh MOSFET gad ghiùlan fhèin mar resistor caochlaideach nuair a bhios “air adhart”, a tha air a dhearbhadh le RDS (ON) den inneal agus ag atharrachadh gu mòr le teòthachd. Faodar call cumhachd an inneal a thomhas le Iload2 × RDS (ON). Leis gu bheil an ath-sheasmhachd ag atharrachadh le teòthachd, atharraichidh an call cumhachd gu co-rèireach cuideachd. Mar as àirde an bholtadh VGS a chuirear air MOSFET, is ann as lugha a bhios an RDS(ON); air an làimh eile, mar as àirde a bhios an RDS(ON). Airson dealbhaiche an t-siostaim, is ann an seo a thig na malairtidhean a-steach a rèir bholtadh an t-siostaim. Airson dealbhadh so-ghiùlain, tha e nas fhasa (agus nas cumanta) bholtaids nas ìsle a chleachdadh, agus airson dealbhadh gnìomhachais, faodar bholtaids nas àirde a chleachdadh. Thoir an aire gun èirich an aghaidh RDS(ON) beagan leis an t-sruth. Gheibhear atharrachaidhean ann an diofar pharaimearan dealain an resistor RDS (ON) anns an duilleag dàta teignigeach a thug an neach-dèanamh seachad. Tha buaidh mhòr aig teicneòlas air feartan innealan, leis gu bheil cuid de theicneòlasan buailteach RDS (ON) àrdachadh nuair a tha iad ag àrdachadh an VDS as àirde. Airson an leithid de theicneòlas, ma tha thu an dùil VDS agus RDS (ON) a lughdachadh, feumaidh tu meud a’ chip àrdachadh, mar sin a’ meudachadh meud pacaid co-fhreagarrach agus cosgaisean leasachaidh co-cheangailte. Tha grunn theicneòlasan anns a ’ghnìomhachas a’ feuchainn ri smachd a chumail air an àrdachadh ann am meud chip, agus am fear as cudromaiche dhiubh sin tha teicneòlasan cothromachaidh seanail is cosgais. Ann an teicneòlas trench, tha clais dhomhainn air fhighe a-steach don wafer, mar as trice glèidhte airson bholtachd ìosal, gus an RDS (ON) air-aghaidh a lughdachadh. Gus buaidh VDS as àirde air RDS (ON) a lughdachadh, chaidh pròiseas colbh fàis epitaxial / colbh sgrìobadh a chleachdadh rè a’ phròiseas leasachaidh. Mar eisimpleir, tha Fairchild Semiconductor air teicneòlas ris an canar SuperFET a leasachadh a chuireas ceumannan saothrachaidh a bharrachd airson lughdachadh RDS (ON). Tha am fòcas seo air RDS (ON) cudromach oir mar a bhios bholtaids briseadh sìos MOSFET àbhaisteach a’ dol am meud, bidh RDS (ON) a’ meudachadh gu h-obann agus a’ leantainn gu àrdachadh ann am meud bàs. Bidh pròiseas SuperFET ag atharrachadh an dàimh eas-chruthach eadar RDS (ON) agus meud wafer gu dàimh sreathach. San dòigh seo, faodaidh innealan SuperFET RDS (ON) fìor mhath a choileanadh ann am meudan bàis beaga, eadhon le bholtaids briseadh suas gu 600V. Mar thoradh air an sin, faodar meud wafer a lughdachadh suas ri 35%. Do luchd-cleachdaidh deireannach, tha seo a’ ciallachadh lùghdachadh mòr ann am meud pacaid.
Ceum a Trì: Obraich a-mach riatanasan teirmeach
Is e an ath cheum ann a bhith a’ taghadh MOSFET riatanasan teirmeach an t-siostaim obrachadh a-mach. Feumaidh dealbhadairean beachdachadh air dà shuidheachadh eadar-dhealaichte, an suidheachadh as miosa agus an suidheachadh san t-saoghal fhìor. Thathas a’ moladh an toradh àireamhachaidh as miosa a chleachdadh, leis gu bheil an toradh seo a’ toirt iomall sàbhailteachd nas motha agus a’ dèanamh cinnteach nach fàillig an siostam. Tha cuid de dhàta tomhais ann cuideachd a dh’ fheumas aire air duilleag dàta MOSFET; leithid an aghaidh teirmeach eadar snaim semiconductor an inneal pacaichte agus an àrainneachd, agus an teòthachd snaim as àirde. Tha teòthachd snaim an inneil co-ionann ris an teòthachd àrainneachd as àirde a bharrachd air toradh an aghaidh teirmeach agus sgaoileadh cumhachd (teòthachd snaim = teòthachd àrainneachd as àirde + [an aghaidh teirmeach × sgaoileadh cumhachd]). A rèir an co-aontar seo, faodar an sgaoileadh cumhachd as àirde den t-siostam fhuasgladh, a tha co-ionann ri I2 × RDS (ON) le mìneachadh. Leis gu bheil an dealbhaiche air dearbhadh dè an sruth as àirde a thèid tron inneal, faodar RDS (ON) a thomhas aig teòthachd eadar-dhealaichte. Is fhiach a bhith mothachail, nuair a bhios iad a’ dèiligeadh ri modalan teirmeach sìmplidh, gum feum luchd-dealbhaidh cuideachd beachdachadh air comas teirmeach an t-snaim semiconductor / cùis inneal agus cùis / àrainneachd; feumaidh seo nach bi am bòrd cuairteachaidh clò-bhuailte agus am pasgan a’ teasachadh suas sa bhad. Tha briseadh maoim-sneachda a’ ciallachadh gu bheil am bholtadh cùil air an inneal leth-chonnsair nas àirde na an luach as àirde agus a’ cruthachadh raon dealain làidir gus sruth an inneil àrdachadh. Bidh an sruth seo a’ sgapadh cumhachd, ag àrdachadh teòthachd an inneil, agus is dòcha a’ milleadh an inneal. Nì companaidhean semiconductor deuchainnean maoim-sneachda air innealan, obrachadh a-mach am bholtadh maoim-sneachda aca, no deuchainn air cho làidir sa tha an inneal. Tha dà dhòigh ann airson bholtaids maoim-sneachda a thomhas; tha aon dhiubh na dhòigh staitistigeil agus am fear eile àireamhachadh teirmeach. Tha àireamhachadh teirmeach air a chleachdadh gu farsaing oir tha e nas practaigeach. Tha mòran chompanaidhean air mion-fhiosrachadh a thoirt seachad mun deuchainn innealan aca. Mar eisimpleir, tha Fairchild Semiconductor a 'toirt seachad "Stiùireadh Power MOSFET Avalanche" (Stiùireadh Power MOSFET Avalanche - faodar a luchdachadh sìos bho làrach-lìn Fairchild). A bharrachd air coimpiutaireachd, tha buaidh mhòr aig teicneòlas cuideachd air buaidh maoim-sneachda. Mar eisimpleir, tha àrdachadh ann am meud bàs a’ meudachadh strì an aghaidh maoim-sneachda agus aig a’ cheann thall a’ meudachadh neart innealan. Do luchd-cleachdaidh deireannach, tha seo a’ ciallachadh a bhith a’ cleachdadh phasganan nas motha san t-siostam.
Ceum 4: Obraich a-mach coileanadh suidse
Is e an ceum mu dheireadh ann a bhith a’ taghadh MOSFET coileanadh atharrachaidh an MOSFET a dhearbhadh. Tha mòran pharaimearan ann a bheir buaidh air coileanadh suidse, ach is e an fheadhainn as cudromaiche geata / drèana, geata / stòr agus drèanadh / comas stòr. Bidh na capacitors sin a’ cruthachadh call suidsearachd san inneal leis gu bheil cosgais orra a h-uile uair a bhios iad ag atharrachadh. Mar sin tha astar tionndaidh an MOSFET air a lughdachadh, agus tha èifeachdas an inneal air a lughdachadh cuideachd. Gus na call iomlan ann an inneal obrachadh a-mach aig àm an tionndaidh, feumaidh an dealbhaiche obrachadh a-mach na call aig àm tionndaidh (Eon) agus na call aig àm tionndaidh (Eoff). Faodar cumhachd iomlan an tionndaidh MOSFET a chuir an cèill leis a’ cho-aontar a leanas: Psw = (Eon + Eoff) × tricead suidse. Tha a’ bhuaidh as motha aig cosgais a’ gheata (Qgd) air coileanadh suidse. Stèidhichte air cho cudromach sa tha coileanadh suidse, thathas an-còmhnaidh a’ leasachadh theicneòlasan ùra gus an duilgheadas suidse seo fhuasgladh. Bidh àrdachadh meud chip ag àrdachadh cosgais geata; tha seo a 'meudachadh meud an inneal. Gus call suidse a lughdachadh, tha teicneòlasan ùra leithid oxidation bonn tiugh seanail air nochdadh, ag amas air cosgais geata a lughdachadh. Mar eisimpleir, faodaidh an teicneòlas ùr SuperFET call giùlain a lughdachadh agus coileanadh suidse a leasachadh le bhith a’ lughdachadh RDS (ON) agus cosgais geata (Qg). San dòigh seo, faodaidh MOSFETn dèiligeadh ri tar-chuir bholtachd àrd-astar (dv / dt) agus gluasadan gnàthach (di / dt) aig àm suidse, agus faodaidh iad eadhon obrachadh gu earbsach aig tricead suidse nas àirde.
Ùine puist: Dàmhair-23-2023
