《電子技術(shù)應(yīng)用》
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瑞萨发布双类型的功率MOSFET产品

2008-07-29
作者:瑞萨科技

??? 瑞薩" title="瑞薩">瑞薩科技(Renesas Technology Corp.)近日宣布,推出適用于筆記本電腦及通信設(shè)備等產(chǎn)品的存儲(chǔ)器或ASIC同步整流DC/DC轉(zhuǎn)換器的RJK0383DPA。該器件集成雙類型功率MOSFET,可以實(shí)現(xiàn)更高的電源效率" title="電源效率">電源效率。據(jù)悉,此器件樣品將于在200810月在日本開始供應(yīng)。

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??????? RJK0383DPA集成了兩種不同類型的雙" title="的雙">的雙功率MOSFET,構(gòu)成了一個(gè)采用WPAK『注1』(瑞薩封裝代碼)高熱輻射封裝的同步整流DC/DC轉(zhuǎn)換器,其面積為5.1×6.1 mm,厚度為0.8 mm(最大)。

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??????? RJK0383DPA的功能概括如下:

?? (1)先進(jìn)工藝實(shí)現(xiàn)了91.6%的高效電源效率。

??????? RJK0383DPA采用先進(jìn)的第十代功率MOSFET,實(shí)現(xiàn)了更高的電源效率。例如當(dāng)把12V輸入轉(zhuǎn)換成為1.1V輸出時(shí),電源效率為91.6%(在600 kHz開關(guān)頻率條件下),這是業(yè)界最高的效率。功率MOSFET處理的電源輸出電流比瑞薩早期的雙類型功率產(chǎn)品增加了一倍。

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?? (2)通過將之前配置雙封裝功率MOSFET的芯片的安裝面積減少一半,實(shí)現(xiàn)更為精巧的電源設(shè)計(jì)和安裝密度。

??? 通過實(shí)現(xiàn)更高的電源效率,RJK0383DPA將配置雙封裝功率MOSFET的芯片安裝面積減少了大約一半,從而實(shí)現(xiàn)了更加小巧的同步整流DC/DC轉(zhuǎn)換器和更高的安裝密度。RJK0383DPA在緊湊型移動(dòng)設(shè)備的應(yīng)用上顯得尤為有效。

據(jù)悉,RJK0383DPA的后續(xù)產(chǎn)品將是采用不同額定輸出電流的兩款新品——RJK0384DPARJK0389DPA,樣品預(yù)計(jì)將于200810月在日本交付。

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??????? <產(chǎn)品背景>

??? 典型的通信設(shè)備,便攜式PC、圖形卡等信息設(shè)備,以及存儲(chǔ)器、ASIC、圖形處理單元(GPU)等元器件都使用不同的電源電壓,需要使用多個(gè)同步整流DC/DC轉(zhuǎn)換器。此外,最近幾年由于更多功能和性能以及數(shù)據(jù)處理量的增加,獨(dú)立的微處理芯片的功耗也在不斷增加。這對(duì)具有更低電壓和更高電流規(guī)格的同步整流DC/DC轉(zhuǎn)換器提出了更高要求,當(dāng)一個(gè)系統(tǒng)中使用的功率MOSFET數(shù)量增加時(shí)問題便會(huì)出現(xiàn)。

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??? 為了滿足這些要求,瑞薩提高了其功率MOSFET產(chǎn)品的性能,并改進(jìn)了封裝配置。通過采用雙封裝配置提高了同步整流DC/DC轉(zhuǎn)換器的電源效率,在沒有增加功率MOSFET數(shù)量的基礎(chǔ)上增強(qiáng)了電源輸出電流。此外,瑞薩還開發(fā)和批量生產(chǎn)了在一個(gè)封裝中集成兩個(gè)功率MOSFET的雙類型產(chǎn)品,進(jìn)而減少了安裝面積。不過,由于散熱問題,雙類型功率MOSFET產(chǎn)品的電源效率不像雙封裝功率MOSFET配置那樣好,而且電流輸出較低。很明顯,市場需要一種具有改善電源效率的雙類型功率MOSFET產(chǎn)品,來滿足移動(dòng)設(shè)備的小型化需求。

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??? 新型RJK0383DPA是采用先進(jìn)的第十代低損耗工藝制造的雙類型功率MOSFET,與瑞薩較早的雙類型產(chǎn)品相比,它可以實(shí)現(xiàn)高出大約7%的電源效率。

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??????? <產(chǎn)品細(xì)節(jié)>

??????? RJK0383DPA集成了兩種不同類型的雙功率MOSFET,一個(gè)作為高側(cè)單元,另一個(gè)是低側(cè)單元『注2』。高側(cè)功率MOSFET具有1.5 nCVDD=10V時(shí))的漏-柵負(fù)載(Qgd),可以實(shí)現(xiàn)高開關(guān)速度和更高的效率。低側(cè)功率MOSFET具有3.7 mΩ(典型值:4.5 V)的低導(dǎo)通電阻" title="導(dǎo)通電阻">導(dǎo)通電阻『注3』(RDSon)),可以降低功率損耗。

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??? 此外,低側(cè)功率MOSFET還在同一個(gè)芯片上集成了肖特基勢(shì)壘二極管(SBD),以盡量降低彼此之間的布線電感『注4』,這就加快了DC/DC轉(zhuǎn)換器死區(qū)時(shí)間流到肖特基勢(shì)壘二極管的電流開關(guān)速度,從而進(jìn)一步降低了損耗。它還可以有效地抑制開關(guān)期間的電壓尖峰,進(jìn)而減少噪聲。

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??? 用于制造RJK0383DPA的第十代工藝可以實(shí)現(xiàn)比此前的第九代工藝更低的損耗和更高的效率。該器件的導(dǎo)通電阻約為30%以下,而柵電荷電容(Qg)和漏-柵負(fù)載(Qgd)的不同特性大約分別為27%30%,兩者都與較早的功率MOSFET產(chǎn)品的導(dǎo)通電阻相當(dāng)。

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??????? RJK0383DPA的后續(xù)產(chǎn)品是兩款不同額定輸出電流產(chǎn)品-RJK0384DPARJK0389DPA,未來適用于其他DC/DC轉(zhuǎn)換器電源指標(biāo)的更多產(chǎn)品將加入該系列當(dāng)中,以滿足各種市場需求。

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????? ? <典型應(yīng)用>

??? 用于筆記本電腦、圖形卡、服務(wù)器和通信設(shè)備的同步整流DC/DC轉(zhuǎn)換器。

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<日本市場價(jià)格> *僅供參考

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產(chǎn)品名稱

封裝

樣品價(jià)格[包括稅金](日元)

RJK0383DPA

WPAK
(瑞薩封裝代碼)

?95

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<規(guī)格>

??? Ta = 25℃

產(chǎn)品名稱

項(xiàng)目

最大額定值

導(dǎo)通電阻,RDS(On)(mW)

Qgd*
(nC)

VDD=10V

封裝

VDSS
(V)

ID
(A)

VGS = 4.5 V

VGS = 10 V

典型值

最大

典型值

最大

RJK0382DPA

高側(cè)MOS

30

15

12.0

16.8

8.5

11.1

1.5

WPAK
(瑞薩封裝代碼)

低側(cè)MOS
(SBD** 片上)

30

45

3.7

5.2

2.5

3.3

6.5

<參考>RJK0384DPA

高側(cè)MOS

30

15

12.0

16.8

8.5

11.1

1.5

低側(cè)MOS
(SBD** 片上)

30

42

4.3

6.0

2.9

3.8

5.2

<參考>RJK0389DPA

高側(cè)MOS

30

15

11.8

16.5

8.2

10.7

1.4

低側(cè)MOS
(SBD** 片上)

30

20

10.5

14.7

6.8

8.9

2.2

??? * 漏-柵負(fù)載(Qgd)

??? **SBD:肖特基勢(shì)壘二極管

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<圖片>

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<注釋>

1.WPAK高熱輻射封裝:在一個(gè)功率MOSFET中,熱量是由導(dǎo)通電阻、開關(guān)和類似的功耗因素生成的。電流大小的控制是由這種熱量如何有效地被釋放來決定的。WPAK封裝結(jié)構(gòu)有助于將板背面的散熱片芯焊點(diǎn)的熱量散到板上,從而實(shí)現(xiàn)較大電流的控制。

2.高側(cè)和低側(cè)單元:這些單元用于非隔離型DC/DC" title="DC/DC">DC/DC轉(zhuǎn)換器開關(guān),通過高側(cè)和低側(cè)之間的交替通/斷的方法進(jìn)行電壓轉(zhuǎn)換。在高側(cè)導(dǎo)通時(shí)間,可以控制每個(gè)周期的大約10%的短脈沖,余下的90%是低側(cè)單元的導(dǎo)通時(shí)間。因此,一個(gè)單元的特征強(qiáng)調(diào)的是高側(cè)單元選擇的開關(guān)速度,另一個(gè)特征強(qiáng)調(diào)的是低側(cè)單元選擇的低導(dǎo)通時(shí)間。

3.導(dǎo)通電阻:功率MOSFET工作時(shí)的工作電阻。導(dǎo)通電阻是影響功率MOSFET性能的最重要的參數(shù),導(dǎo)通電阻下降時(shí)性能增加。

4.布線電感:自然地出現(xiàn)在布線中的寄生電感,其值大約與布線長度成正比。該值越大,功率MOSFET和肖特基勢(shì)壘二極管之間的電流開關(guān)時(shí)間越長,開關(guān)損耗也就越大。

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