以較高的開關(guān)頻率在負(fù)載點(diǎn) (POL) 應(yīng)用中工作
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技術(shù)方案與實(shí)用技巧
本文通過 Power Clip 33 MOSFET 展示了小尺寸元件解決方案的高頻性能(參見圖5)，以及與傳統(tǒng)分立式 Power 56 封裝相比帶來的效率提升。
本文引用地址：http://www.ex-cimer.com/article/170366.htm
Power Clip 33 MOSFET 擁有卓越的高頻開關(guān)操作性能。 關(guān)鍵設(shè)計(jì)特性是：先進(jìn)的低 FOM 硅技術(shù)，結(jié)合一個(gè)散熱優(yōu)化的低電感銅夾互連封裝。 它擁有最少的占位面積，使其更易于布線設(shè)計(jì)。
圖6展示了封裝結(jié)構(gòu)的關(guān)鍵元素。 在這個(gè)雙晶圓封裝中，高側(cè) (HS) MOSFET 漏極朝下。 低側(cè) (LS) MOSFET 源極朝下。 從 HS 源極到 LS 漏極的互連通過一個(gè)大型銅夾完成。
如圖7所示，相對于傳統(tǒng)封裝設(shè)計(jì)，比如分立式 Power 33、Power 56 或 Power Stage 56 Dual，寄生電阻和電感實(shí)現(xiàn)了大幅性能提升。
最大限度地減少電源路徑寄生參數(shù) – 要讓一個(gè)同步降壓電源擁有最優(yōu)開關(guān)速度，必須最大限度地減少高頻 (HF) 開關(guān)路徑中的封裝寄生電感;V+ 到 SW 到 GND (圖5);并且必須最大限度地減少 V+ / GND 輸入電容與 MOSFET 封裝引腳之間的物理距離。 Power Clip 設(shè)計(jì)通過使用一個(gè)漏極朝下 HS MOSFET、晶圓之間的銅片夾和源極朝下 LS MOSFET 來實(shí)現(xiàn)這一點(diǎn)。 這實(shí)現(xiàn)了最小阻抗開關(guān)路徑，其中在高頻電源開關(guān)路徑中無封裝接線。 電源路徑中唯一的互連是一個(gè)低電感、低電阻的銅夾。
增強(qiáng)的熱性能 - 結(jié)構(gòu)還優(yōu)化了熱性能。 典型 PCB 設(shè)計(jì)上的兩個(gè)鋪銅區(qū)域是 V+ 和 GND。 HS 漏極朝下 和 LS 源極朝下的 Power Clip 設(shè)計(jì)支持封裝腳位與這兩個(gè)鋪銅區(qū)域之間的大面積連接。 銅夾支持卓越的晶圓與晶圓之間的熱耦合。 這個(gè)獨(dú)立于 HS 與 LS 晶圓之外的功率分區(qū)使兩個(gè)晶圓之間具有低 RΘJA 熱阻抗。
先進(jìn)的硅技術(shù) - 在該設(shè)計(jì)中使用的 MOSFET 技術(shù)是屏蔽柵極 PowerTrench® 工藝。 HS 和 LS 都設(shè)計(jì)有低單位面積電阻或 RSP,(m?/單位面積)，以及低柵極電荷或 QGD，硅。 兩個(gè) MOSFET 都是極低 FOM (QGD*RSP) 元件。
圖8展示了飛兆歸一化 RSP和歸一化 FOM (QGD*RSP) 的長期改進(jìn)。 飛兆在這兩個(gè)參數(shù)上都實(shí)現(xiàn)了一致的大幅改進(jìn)。 傳導(dǎo)損耗直接與 RDS(ON)成正比，而開關(guān)損耗直接與 QGD相關(guān)。 對于一個(gè)給定 RDS(ON) MOSFET，隨著其 FOM (QGD*RSP) 的減少，QGD 和開關(guān)損耗也隨之減少。 飛兆的設(shè)計(jì)改進(jìn)同時(shí)降低了兩個(gè)損耗系數(shù)。
通過減少 RSP，飛兆能夠?yàn)榈湫偷碾娫聪到y(tǒng)設(shè)計(jì)較小的晶圓。 晶圓尺寸越小，柵極電荷 (QG) 和 QGD也就越小。 較小的晶圓尺寸也允許使用較小的封裝，從而使封裝寄生參數(shù)減少。 最終得到的是一個(gè)小尺寸低開關(guān)損耗的設(shè)計(jì)。
POL 轉(zhuǎn)化器的布局優(yōu)化 - 由于使用了最小的功率環(huán)路面積和印制板空間，Power Clip 33 MOSFET 封裝有助于優(yōu)化布局和提高系統(tǒng)效率。圖9展示了一個(gè) Power Clip 封裝元件的布局示例。
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