用功率MOSFET系列器件設(shè)計(jì)更綠色、更小的電源

TrenchFET? IV是TrenchFET功率MOSFET家族中的最新一代產(chǎn)品。與TrenchFET III相比，TrenchFET IV的導(dǎo)通電阻(RDS(ON))和柵極電荷(QG, QGD)數(shù)值都有所減小，降低了同步DC/DC轉(zhuǎn)換器中的損耗。過去，降低RDS(ON)通常會(huì)以更高的柵極電荷做為折中。但TrenchFET IV采用一種新的高密度設(shè)計(jì)，同時(shí)實(shí)現(xiàn)了優(yōu)化的柵極電荷水平和更低的RDS(ON)。表1比較了TrenchFET IV產(chǎn)品SiRA00DP和采用以前最先進(jìn)技術(shù)的SiR812DP TrenchFET Gen III功率MOSFET。新器件的RDS(ON)和Qg分別低30%和39%。

改善導(dǎo)通電阻與柵極電荷乘積(優(yōu)值系數(shù)，F(xiàn)OM)，不僅能夠提高總體的系統(tǒng)效率，還能夠使DC/DC轉(zhuǎn)換器實(shí)現(xiàn)更高的功率密度和更高的開關(guān)頻率。為驗(yàn)證從TrenchFET III到TrenchFET IV在效率上的提高，我們測試了兩個(gè)TrenchFET IV，分別是SiRA14DP和SiRA04DP，使用19V的輸入電壓以實(shí)現(xiàn)1V的輸出。

圖1演示了在同步降壓轉(zhuǎn)換器中使用TrenchFET IV做為“控制FET”的情況，TrenchFET IV的效率比TrenchFET III高0.5%，電流最高達(dá)27A。圖2顯示了在同步降壓轉(zhuǎn)換器中將TrenchFET IV用作“同步FET”對效率的提高情況。改用TrenchFET IV，能夠在兩個(gè)關(guān)鍵的地方獲得改善：效率提高1.5%以上，每個(gè)MOSFET處理的輸出電流更大。更高的輸出電流處理能力使設(shè)計(jì)者在能夠減小處理給定電流水平所需的MOSFET的數(shù)量和尺寸。

圖3顯示，TrenchFET IV產(chǎn)品的封裝比TrenchFET III小66%，仍可以實(shí)現(xiàn)更高的效率。SiSA04DN是采用PowerPAK? 1212-8封裝的TrenchFET IV器件，占位面積9mm2，SiR818DP是采用30mm2 PowerPAK? SO?8封裝的TrenchFET III器件。TrenchFET IV比TrenchFET III產(chǎn)品的功率損失減少了最多17%。

對損耗的改善情況顯示在圖4中，尤其是在15A的峰值電流下的損耗降低得非常明顯。

結(jié)論：

TrenchFET IV產(chǎn)品用在同步降壓轉(zhuǎn)換器中，能夠提高整體的系統(tǒng)效率和功率密度。這些產(chǎn)品的更高性能還能夠?qū)崿F(xiàn)更小的設(shè)計(jì)尺寸，并且有可能使用更少的元器件。總之，這些產(chǎn)品的優(yōu)點(diǎn)是能夠?qū)崿F(xiàn)更綠色、更高效和小尺寸的電源設(shè)計(jì)。