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小小的电源开关可如何拯救世界(08-100)

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作者:Alfred Hesener 飞兆半导体公司时间:2009-02-26来源:电子产品世界收藏

  但也并非没有优点。由于晶体管单元 (通常按条状排列) 尺寸的减小,导通阻抗可大幅度改善。因此,对于给定的RDSON 值,芯片尺寸要小得多,成本效益也更高,而且需要的栅极驱动功率更低 (改进器件结构,减少栅极的内部电容)。现在,击穿电压600V、导通阻抗低于85毫欧的功率MOSFET (TO220封装)已面市,其在特定点的功率损耗只是前几代产品的二分之一。

本文引用地址:http://www.eepw.com.cn/article/91747.htm

  另一项重大进步是垂直晶体管中块状半导体材料阻抗的降低。在功率MOSFET中,反应大部分都是发生在表面以下数微米内,这一厚度正好是机械处理所需的,并允许损耗区域延伸到器件更深部分,但不超过最大电场强度。正因为此,业界的研发重点都集中在使晶圆更薄、改进处理技术以去除电流路径上的阻抗就不足为奇了。被称为“超结”MOSFET的最新器件结构增加了器件的n掺杂,可进一步减小这种阻抗,而且它又被大半器件引入的p掺杂所抵消掉,以保持总体电荷平衡。

  至于IGBT,它运用沟道技术来减小片上横向隔离结构的大小,有助于减小芯片面积,同时保持性能。但这些沟道必需支持很高的隔离电压,故取得这一技术的进步并不容易。结果是相比前几代产品,导通损耗降低25%,开关损耗降低8%。对于加热应用,由于普遍使用基于IGBT的感应加热器,其效率从40% (气体) 左右提高到90%以上。

  这种新器件将如何改变应用前景呢?当前,节能和相关新规范前所未有的重要。现有电路和器件也可以满足这些规范,但无法同时保持现有的成本水平。半导体推出的新却具有一流的性价比,能协助众多研发工程师轻松应对公司和客户提出的提高电源子系统效率的挑战。

  必需注意的是,这些新的、尺寸更小的器件还能够在多芯片封装中真正实现功率子系统的高效集成,同时体现良好的功率级别。利用以往的技术,由于封装的热阻和过热现象,功率总是颇为受限,这些解决方案并没有起到什么作用。眼下情况正在改变,半导体开发的一大批专门用于运动控制、感应加热和焊接应用的IGBT模块,以及超越FPS功率范围的首款电源模块都已开始供货,更多相关产品也将陆续推出。

  改进电源子系统中最关键的技术水平是可行的。开发新的技术并确保它在所有可能环境中都能有效工作可能还需要好几年的时间与数百万的资金,这可是一项艰巨的任务,但却是值得的,因为越来越多的产品开始关注节能,为终端用户节省成本,并且保护地球资源。您说开关还只是一个小小的开关吗?


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关键词: 飞兆 电源开关

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