పవర్ సెమీకండక్టర్ పరికరాలు పరిశ్రమ, వినియోగం, సైనిక మరియు ఇతర రంగాలలో విస్తృతంగా ఉపయోగించబడుతున్నాయి మరియు అధిక వ్యూహాత్మక స్థానాన్ని కలిగి ఉంటాయి. చిత్రం నుండి పవర్ పరికరాల యొక్క మొత్తం చిత్రాన్ని పరిశీలిద్దాం:
పవర్ సెమీకండక్టర్ పరికరాలను సర్క్యూట్ సిగ్నల్స్ యొక్క నియంత్రణ స్థాయికి అనుగుణంగా పూర్తి రకం, సెమీ-నియంత్రిత రకం మరియు నియంత్రించలేని రకంగా విభజించవచ్చు. లేదా డ్రైవింగ్ సర్క్యూట్ యొక్క సిగ్నల్ లక్షణాల ప్రకారం, ఇది వోల్టేజ్ నడిచే రకం, కరెంట్ నడిచే రకం మొదలైనవిగా విభజించవచ్చు.
| వర్గీకరణ | రకం | నిర్దిష్ట శక్తి సెమీకండక్టర్ పరికరాలు |
| విద్యుత్ సంకేతాల నియంత్రణ | సెమీ-నియంత్రిత రకం | SCR |
| పూర్తి నియంత్రణ | GTO, GTR, MOSFET, IGBT | |
| నియంత్రించలేనిది | పవర్ డయోడ్ | |
| డ్రైవింగ్ సిగ్నల్ లక్షణాలు | వోల్టేజ్ నడిచే రకం | IGBT, MOSFET, SITH |
| ప్రస్తుత నడిచే రకం | SCR, GTO, GTR | |
| ప్రభావవంతమైన సిగ్నల్ తరంగ రూపం | పల్స్ ట్రిగ్గర్ రకం | SCR, GTO |
| ఎలక్ట్రానిక్ నియంత్రణ రకం | GTR, MOSFET, IGBT | |
| ప్రస్తుత-వాహక ఎలక్ట్రాన్లు పాల్గొనే పరిస్థితులు | బైపోలార్ పరికరం | పవర్ డయోడ్, SCR, GTO, GTR, BSIT, BJT |
| యూనిపోలార్ పరికరం | MOSFET, కూర్చోండి | |
| మిశ్రమ పరికరం | MCT, IGBT, SITH మరియు IGCT |
వివిధ పవర్ సెమీకండక్టర్ పరికరాలు వోల్టేజ్, కరెంట్ కెపాసిటీ, ఇంపెడెన్స్ కెపాబిలిటీ మరియు సైజు వంటి విభిన్న లక్షణాలను కలిగి ఉంటాయి. వాస్తవ ఉపయోగంలో, విభిన్న ఫీల్డ్‌లు మరియు అవసరాలకు అనుగుణంగా తగిన పరికరాలను ఎంచుకోవాలి.
సెమీకండక్టర్ పరిశ్రమ దాని పుట్టినప్పటి నుండి మూడు తరాల భౌతిక మార్పుల ద్వారా వెళ్ళింది. ఇప్పటి వరకు, Si ద్వారా ప్రాతినిధ్యం వహించే మొదటి సెమీకండక్టర్ పదార్థం ఇప్పటికీ ప్రధానంగా పవర్ సెమీకండక్టర్ పరికరాల రంగంలో ఉపయోగించబడుతుంది.
| సెమీకండక్టర్ పదార్థం | బ్యాండ్‌గ్యాప్ (eV) | ద్రవీభవన స్థానం(K) | ప్రధాన అప్లికేషన్ | |
| 1వ తరం సెమీకండక్టర్ పదార్థాలు | Ge | 1.1 | 1221 | తక్కువ వోల్టేజ్, తక్కువ ఫ్రీక్వెన్సీ, మీడియం పవర్ ట్రాన్సిస్టర్లు, ఫోటోడెటెక్టర్లు |
| 2వ తరం సెమీకండక్టర్ పదార్థాలు | Si | 0.7 | 1687 | |
| 3వ తరం సెమీకండక్టర్ పదార్థాలు | GaAs | 1.4 | 1511 | మైక్రోవేవ్, మిల్లీమీటర్ వేవ్ పరికరాలు, కాంతి-ఉద్గార పరికరాలు |
| SiC | 3.05 | 2826 | 1. అధిక-ఉష్ణోగ్రత, అధిక-ఫ్రీక్వెన్సీ, రేడియేషన్-నిరోధక అధిక-శక్తి పరికరాలు 2. బ్లూ, గ్రేడ్, వైలెట్ లైట్-ఎమిటింగ్ డయోడ్‌లు, సెమీకండక్టర్ లేజర్‌లు | |
| GaN | 3.4 | 1973 | ||
| AIN | 6.2 | 2470 | ||
| C | 5.5 | 3800 | ||
| ZnO | 3.37 | 2248 | ||
సెమీ కంట్రోల్డ్ మరియు పూర్తిగా కంట్రోల్డ్ పవర్ డివైజ్‌ల లక్షణాలను సంగ్రహించండి:
| పరికరం రకం | SCR | GTR | MOSFET | IGBT |
| నియంత్రణ రకం | పల్స్ ట్రిగ్గర్ | ప్రస్తుత నియంత్రణ | వోల్టేజ్ నియంత్రణ | ఫిల్మ్ సెంటర్ |
| స్వీయ షట్ఆఫ్ లైన్ | కమ్యుటేషన్ షట్డౌన్ | స్వీయ షట్డౌన్ పరికరం | స్వీయ షట్డౌన్ పరికరం | స్వీయ షట్డౌన్ పరికరం |
| పని ఫ్రీక్వెన్సీ | 1kz | 30kz | 20khz-Mhz | 40kz |
| డ్రైవింగ్ శక్తి | చిన్నది | పెద్ద | చిన్నది | చిన్నది |
| నష్టాలను మార్చడం | పెద్ద | పెద్ద | పెద్ద | పెద్ద |
| ప్రసరణ నష్టం | చిన్నది | చిన్నది | పెద్ద | చిన్నది |
| వోల్టేజ్ మరియు ప్రస్తుత స్థాయి | 最大 | పెద్ద | కనీస | మరింత |
| సాధారణ అప్లికేషన్లు | మీడియం ఫ్రీక్వెన్సీ ఇండక్షన్ హీటింగ్ | UPS ఫ్రీక్వెన్సీ కన్వర్టర్ | విద్యుత్ సరఫరాను మార్చడం | UPS ఫ్రీక్వెన్సీ కన్వర్టర్ |
| ధర | అతి తక్కువ | తక్కువ | మధ్యలో | అత్యంత ఖరీదైనది |
| వాహక మాడ్యులేషన్ ప్రభావం | కలిగి ఉంటాయి | కలిగి ఉంటాయి | ఏదీ లేదు | కలిగి ఉంటాయి |
MOSFETలను తెలుసుకోండి
MOSFET అధిక ఇన్‌పుట్ ఇంపెడెన్స్, తక్కువ శబ్దం మరియు మంచి ఉష్ణ స్థిరత్వాన్ని కలిగి ఉంది; ఇది సాధారణ తయారీ ప్రక్రియ మరియు బలమైన రేడియేషన్‌ను కలిగి ఉంటుంది, కాబట్టి ఇది సాధారణంగా యాంప్లిఫైయర్ సర్క్యూట్‌లు లేదా స్విచింగ్ సర్క్యూట్‌లలో ఉపయోగించబడుతుంది;
(1) ప్రధాన ఎంపిక పారామితులు: డ్రెయిన్-సోర్స్ వోల్టేజ్ VDS (విత్‌స్టాండ్ వోల్టేజ్), ID నిరంతర లీకేజ్ కరెంట్, RDS(ఆన్) ఆన్-రెసిస్టెన్స్, Ciss ఇన్‌పుట్ కెపాసిటెన్స్ (జంక్షన్ కెపాసిటెన్స్), క్వాలిటీ ఫ్యాక్టర్ FOM=Ron*Qg, మొదలైనవి.
(2) వివిధ ప్రక్రియల ప్రకారం, ఇది ట్రెంచ్‌మోస్‌గా విభజించబడింది: ట్రెంచ్ MOSFET, ప్రధానంగా 100V లోపల తక్కువ వోల్టేజ్ ఫీల్డ్‌లో; SGT (స్ప్లిట్ గేట్) MOSFET: స్ప్లిట్ గేట్ MOSFET, ప్రధానంగా మీడియం మరియు తక్కువ వోల్టేజ్ ఫీల్డ్‌లో 200V లోపల; SJ MOSFET: సూపర్ జంక్షన్ MOSFET, ప్రధానంగా హై వోల్టేజ్ ఫీల్డ్ 600-800V;
ఓపెన్-డ్రెయిన్ సర్క్యూట్ వంటి స్విచ్చింగ్ పవర్ సప్లైలో, డ్రెయిన్ లోడ్ చెక్కుచెదరకుండా అనుసంధానించబడి ఉంటుంది, దీనిని ఓపెన్-డ్రెయిన్ అంటారు. ఓపెన్-డ్రెయిన్ సర్క్యూట్‌లో, లోడ్ ఎంత ఎక్కువ వోల్టేజీతో అనుసంధానించబడినా, లోడ్ కరెంట్ ఆన్ మరియు ఆఫ్ చేయవచ్చు. ఇది ఆదర్శవంతమైన అనలాగ్ మార్పిడి పరికరం. ఇది మారే పరికరంగా MOSFET సూత్రం.
మార్కెట్ వాటా పరంగా, MOSFETలు దాదాపు అన్ని ప్రధాన అంతర్జాతీయ తయారీదారుల చేతుల్లో కేంద్రీకృతమై ఉన్నాయి. వాటిలో, ఇన్ఫినియన్ 2015లో IR (అమెరికన్ ఇంటర్నేషనల్ రెక్టిఫైయర్ కంపెనీ)ని కొనుగోలు చేసి పరిశ్రమలో అగ్రగామిగా మారింది. ON సెమీకండక్టర్ సెప్టెంబర్ 2016లో ఫెయిర్‌చైల్డ్ సెమీకండక్టర్ కొనుగోలును కూడా పూర్తి చేసింది. , మార్కెట్ వాటా రెండవ స్థానానికి చేరుకుంది, ఆపై విక్రయాల ర్యాంకింగ్‌లు రెనెసాస్, తోషిబా, IWC, ST, విషయ్, అన్షి, మాగ్నా మొదలైనవి;
ప్రధాన స్రవంతి MOSFET బ్రాండ్లు అనేక సిరీస్‌లుగా విభజించబడ్డాయి: అమెరికన్, జపనీస్ మరియు కొరియన్.
అమెరికన్ సిరీస్: ఇన్ఫినియన్, IR, ఫెయిర్‌చైల్డ్, ON సెమీకండక్టర్, ST, TI, PI, AOS, మొదలైనవి;
జపనీస్: తోషిబా, రెనెసాస్, ROHM, మొదలైనవి;
కొరియన్ సిరీస్: మాగ్నా, KEC, AUK, మోరినా హిరోషి, షినాన్, KIA
MOSFET ప్యాకేజీ వర్గాలు
ఇది PCB బోర్డ్‌లో ఇన్‌స్టాల్ చేయబడిన విధానం ప్రకారం, MOSFET ప్యాకేజీలలో రెండు ప్రధాన రకాలు ఉన్నాయి: ప్లగ్-ఇన్ (త్రూ హోల్) మరియు ఉపరితల మౌంట్ (సర్ఫేస్ మౌంట్). "
ప్లగ్-ఇన్ రకం అంటే MOSFET యొక్క పిన్స్ PCB బోర్డు యొక్క మౌంటు రంధ్రాల గుండా వెళతాయి మరియు PCB బోర్డుకి వెల్డింగ్ చేయబడతాయి. సాధారణ ప్లగ్-ఇన్ ప్యాకేజీలు: డ్యూయల్ ఇన్-లైన్ ప్యాకేజీ (DIP), ట్రాన్సిస్టర్ అవుట్‌లైన్ ప్యాకేజీ (TO) మరియు పిన్ గ్రిడ్ అర్రే ప్యాకేజీ (PGA).
ప్లగ్-ఇన్ ప్యాకేజింగ్
ఉపరితల మౌంటు అంటే MOSFET పిన్స్ మరియు హీట్ డిస్సిపేషన్ ఫ్లాంజ్ PCB బోర్డ్ యొక్క ఉపరితలంపై ఉన్న ప్యాడ్‌లకు వెల్డింగ్ చేయబడతాయి. సాధారణ ఉపరితల మౌంట్ ప్యాకేజీలు: ట్రాన్సిస్టర్ అవుట్‌లైన్ (D-PAK), చిన్న అవుట్‌లైన్ ట్రాన్సిస్టర్ (SOT), చిన్న అవుట్‌లైన్ ప్యాకేజీ (SOP), క్వాడ్ ఫ్లాట్ ప్యాకేజీ (QFP), ప్లాస్టిక్ లెడ్ చిప్ క్యారియర్ (PLCC), మొదలైనవి.
ఉపరితల మౌంట్ ప్యాకేజీ
సాంకేతికత అభివృద్ధితో, మదర్‌బోర్డులు మరియు గ్రాఫిక్స్ కార్డ్‌లు వంటి PCB బోర్డ్‌లు ప్రస్తుతం తక్కువ మరియు తక్కువ డైరెక్ట్ ప్లగ్-ఇన్ ప్యాకేజింగ్‌ను ఉపయోగిస్తున్నాయి మరియు ఎక్కువ ఉపరితల మౌంట్ ప్యాకేజింగ్ ఉపయోగించబడుతోంది.
1. డ్యూయల్ ఇన్-లైన్ ప్యాకేజీ (డిఐపి)
DIP ప్యాకేజీలో రెండు వరుసల పిన్‌లు ఉన్నాయి మరియు DIP నిర్మాణంతో చిప్ సాకెట్‌లోకి చొప్పించబడాలి. దీని ఉత్పన్న పద్ధతి SDIP (Shrink DIP), ఇది ష్రింక్ డబుల్-ఇన్-లైన్ ప్యాకేజీ. పిన్ సాంద్రత DIP కంటే 6 రెట్లు ఎక్కువ.
DIP ప్యాకేజింగ్ నిర్మాణ రూపాలలో ఇవి ఉన్నాయి: బహుళ-పొర సిరామిక్ డ్యూయల్-ఇన్-లైన్ DIP, సింగిల్-లేయర్ సిరామిక్ డ్యూయల్-ఇన్-లైన్ DIP, లీడ్ ఫ్రేమ్ DIP (గ్లాస్-సిరామిక్ సీలింగ్ రకం, ప్లాస్టిక్ ఎన్‌క్యాప్సులేషన్ స్ట్రక్చర్ రకం, సిరామిక్ తక్కువ-మెల్టింగ్ గ్లాస్ ఎన్‌క్యాప్సులేషన్ రకం) మొదలైనవి. DIP ప్యాకేజింగ్ యొక్క లక్షణం ఏమిటంటే ఇది PCB బోర్డ్‌ల త్రూ-హోల్ వెల్డింగ్‌ను సులభంగా గ్రహించగలదు మరియు మదర్‌బోర్డ్‌తో మంచి అనుకూలతను కలిగి ఉంటుంది.
అయినప్పటికీ, దాని ప్యాకేజింగ్ ప్రాంతం మరియు మందం సాపేక్షంగా పెద్దది మరియు ప్లగ్ మరియు అన్‌ప్లగింగ్ ప్రక్రియలో పిన్స్ సులభంగా దెబ్బతింటాయి, విశ్వసనీయత తక్కువగా ఉంటుంది. అదే సమయంలో, ప్రక్రియ యొక్క ప్రభావం కారణంగా, పిన్స్ సంఖ్య సాధారణంగా 100 మించదు. అందువల్ల, ఎలక్ట్రానిక్ పరిశ్రమ యొక్క అధిక ఏకీకరణ ప్రక్రియలో, DIP ప్యాకేజింగ్ చరిత్ర దశ నుండి క్రమంగా ఉపసంహరించుకుంది.
2. ట్రాన్సిస్టర్ అవుట్‌లైన్ ప్యాకేజీ (TO)
TO-3P, TO-247, TO-92, TO-92L, TO-220, TO-220F, TO-251 మొదలైన ప్రారంభ ప్యాకేజింగ్ స్పెసిఫికేషన్‌లు అన్నీ ప్లగ్-ఇన్ ప్యాకేజింగ్ డిజైన్‌లు.
TO-3P/247: ఇది మీడియం-హై వోల్టేజ్ మరియు హై-కరెంట్ MOSFETల కోసం సాధారణంగా ఉపయోగించే ప్యాకేజింగ్ రూపం. ఉత్పత్తి అధిక వోల్టేజ్ మరియు బలమైన బ్రేక్డౌన్ నిరోధకత యొక్క లక్షణాలను కలిగి ఉంది. ,
TO-220/220F: TO-220F అనేది పూర్తిగా ప్లాస్టిక్ ప్యాకేజీ, మరియు దానిని రేడియేటర్‌లో ఇన్‌స్టాల్ చేసేటప్పుడు ఇన్సులేటింగ్ ప్యాడ్‌ను జోడించాల్సిన అవసరం లేదు; TO-220 మధ్య పిన్‌కు అనుసంధానించబడిన ఒక మెటల్ షీట్ ఉంది మరియు రేడియేటర్‌ను ఇన్‌స్టాల్ చేసేటప్పుడు ఇన్సులేటింగ్ ప్యాడ్ అవసరం. ఈ రెండు ప్యాకేజీ శైలుల యొక్క MOSFETలు ఒకే విధమైన రూపాన్ని కలిగి ఉంటాయి మరియు వాటిని పరస్పరం మార్చుకోవచ్చు. ,
TO-251: ఈ ప్యాక్ చేయబడిన ఉత్పత్తి ప్రధానంగా ఖర్చులను తగ్గించడానికి మరియు ఉత్పత్తి పరిమాణాన్ని తగ్గించడానికి ఉపయోగించబడుతుంది. ఇది ప్రధానంగా మీడియం వోల్టేజ్ మరియు 60A కంటే తక్కువ కరెంట్ మరియు 7N కంటే తక్కువ అధిక వోల్టేజ్ ఉన్న పరిసరాలలో ఉపయోగించబడుతుంది. ,
TO-92: ఈ ప్యాకేజీ ఖర్చులను తగ్గించడానికి తక్కువ-వోల్టేజ్ MOSFET (ప్రస్తుతం 10A కంటే తక్కువ, 60V కంటే తక్కువ వోల్టేజ్‌ను తట్టుకోగలదు) మరియు అధిక-వోల్టేజ్ 1N60/65 కోసం మాత్రమే ఉపయోగించబడుతుంది.
ఇటీవలి సంవత్సరాలలో, ప్లగ్-ఇన్ ప్యాకేజింగ్ ప్రక్రియ యొక్క అధిక వెల్డింగ్ ధర మరియు ప్యాచ్-రకం ఉత్పత్తులకు తక్కువ ఉష్ణ వెదజల్లడం పనితీరు కారణంగా, ఉపరితల మౌంట్ మార్కెట్‌లో డిమాండ్ పెరుగుతూనే ఉంది, ఇది TO ప్యాకేజింగ్ అభివృద్ధికి దారితీసింది. ఉపరితల మౌంట్ ప్యాకేజింగ్‌లోకి.
TO-252 (D-PAK అని కూడా పిలుస్తారు) మరియు TO-263 (D2PAK) రెండూ ఉపరితల మౌంట్ ప్యాకేజీలు.
ప్యాకేజీ ఉత్పత్తి ప్రదర్శన
TO252/D-PAK అనేది ఒక ప్లాస్టిక్ చిప్ ప్యాకేజీ, ఇది సాధారణంగా పవర్ ట్రాన్సిస్టర్లు మరియు వోల్టేజ్ స్టెబిలైజింగ్ చిప్‌లను ప్యాకేజింగ్ చేయడానికి ఉపయోగించబడుతుంది. ఇది ప్రస్తుత ప్రధాన స్రవంతి ప్యాకేజీలలో ఒకటి. ఈ ప్యాకేజింగ్ పద్ధతిని ఉపయోగించే MOSFETలో గేట్ (G), డ్రెయిన్ (D) మరియు సోర్స్ (S) అనే మూడు ఎలక్ట్రోడ్‌లు ఉన్నాయి. కాలువ (D) పిన్ కత్తిరించబడింది మరియు ఉపయోగించబడదు. బదులుగా, వెనుకవైపు ఉన్న హీట్ సింక్ డ్రెయిన్ (D)గా ఉపయోగించబడుతుంది, ఇది నేరుగా PCBకి వెల్డింగ్ చేయబడుతుంది. ఒక వైపు, ఇది పెద్ద ప్రవాహాలను అవుట్పుట్ చేయడానికి ఉపయోగించబడుతుంది మరియు మరోవైపు, ఇది PCB ద్వారా వేడిని వెదజల్లుతుంది. అందువల్ల, PCBలో మూడు D-PAK ప్యాడ్‌లు ఉన్నాయి మరియు డ్రెయిన్ (D) ప్యాడ్ పెద్దది. దీని ప్యాకేజింగ్ లక్షణాలు క్రింది విధంగా ఉన్నాయి:
TO-252/D-PAK ప్యాకేజీ పరిమాణ లక్షణాలు
TO-263 అనేది TO-220 యొక్క రూపాంతరం. ఇది ప్రధానంగా ఉత్పత్తి సామర్థ్యాన్ని మెరుగుపరచడానికి మరియు వేడి వెదజల్లడానికి రూపొందించబడింది. ఇది చాలా ఎక్కువ కరెంట్ మరియు వోల్టేజీకి మద్దతు ఇస్తుంది. 150A కంటే తక్కువ మరియు 30V కంటే ఎక్కువ ఉన్న మీడియం-వోల్టేజ్ హై-కరెంట్ MOSFETలలో ఇది సర్వసాధారణం. D2PAK (TO-263AB)తో పాటు, ఇందులో TO263-2, TO263-3, TO263-5, TO263-7 మరియు ఇతర శైలులు కూడా ఉన్నాయి, ఇవి TO-263కి అధీనంలో ఉంటాయి, ప్రధానంగా పిన్‌ల సంఖ్య మరియు దూరం కారణంగా .
TO-263/D2PAK ప్యాకేజీ పరిమాణం వివరణs
3. పిన్ గ్రిడ్ అర్రే ప్యాకేజీ (PGA)
PGA (పిన్ గ్రిడ్ అర్రే ప్యాకేజీ) చిప్ లోపల మరియు వెలుపల బహుళ స్క్వేర్ అర్రే పిన్‌లు ఉన్నాయి. ప్రతి చదరపు శ్రేణి పిన్ చిప్ చుట్టూ నిర్దిష్ట దూరంలో అమర్చబడి ఉంటుంది. పిన్‌ల సంఖ్యను బట్టి, ఇది 2 నుండి 5 సర్కిల్‌లుగా ఏర్పడుతుంది. ఇన్‌స్టాలేషన్ సమయంలో, చిప్‌ను ప్రత్యేక PGA సాకెట్‌లోకి చొప్పించండి. ఇది సులభంగా ప్లగ్గింగ్ మరియు అన్‌ప్లగింగ్ మరియు అధిక విశ్వసనీయత యొక్క ప్రయోజనాలను కలిగి ఉంది మరియు అధిక పౌనఃపున్యాలకు అనుగుణంగా ఉంటుంది.
PGA ప్యాకేజీ శైలి
దాని చిప్ సబ్‌స్ట్రేట్‌లు చాలా వరకు సిరామిక్ మెటీరియల్‌తో తయారు చేయబడ్డాయి మరియు కొన్ని ప్రత్యేకమైన ప్లాస్టిక్ రెసిన్‌ను సబ్‌స్ట్రేట్‌గా ఉపయోగిస్తాయి. సాంకేతికత పరంగా, పిన్ సెంటర్ దూరం సాధారణంగా 2.54mm, మరియు పిన్‌ల సంఖ్య 64 నుండి 447 వరకు ఉంటుంది. ఈ రకమైన ప్యాకేజింగ్ యొక్క లక్షణం ఏమిటంటే ప్యాకేజింగ్ ప్రాంతం (వాల్యూమ్) చిన్నది, విద్యుత్ వినియోగం (పనితీరు). ) ఇది తట్టుకోగలదు, మరియు దీనికి విరుద్ధంగా. చిప్‌ల యొక్క ఈ ప్యాకేజింగ్ స్టైల్ ప్రారంభ రోజులలో చాలా సాధారణం మరియు CPUల వంటి అధిక-శక్తి వినియోగ ఉత్పత్తులను ప్యాకేజింగ్ చేయడానికి ఎక్కువగా ఉపయోగించబడింది. ఉదాహరణకు, ఇంటెల్ యొక్క 80486 మరియు పెంటియమ్ అన్నీ ఈ ప్యాకేజింగ్ శైలిని ఉపయోగిస్తాయి; ఇది MOSFET తయారీదారులచే విస్తృతంగా స్వీకరించబడలేదు.
4. చిన్న అవుట్‌లైన్ ట్రాన్సిస్టర్ ప్యాకేజీ (SOT)
SOT (స్మాల్ అవుట్-లైన్ ట్రాన్సిస్టర్) అనేది ప్యాచ్ రకం చిన్న పవర్ ట్రాన్సిస్టర్ ప్యాకేజీ, ఇందులో ప్రధానంగా SOT23, SOT89, SOT143, SOT25 (అంటే SOT23-5), మొదలైనవి SOT323, SOT363/SOT26 (అంటే SOT23-6) మరియు ఇతర రకాలు ఉత్పన్నమైనది, ఇవి TO ప్యాకేజీల కంటే పరిమాణంలో చిన్నవి.
SOT ప్యాకేజీ రకం
SOT23 అనేది మూడు రెక్కల ఆకారపు పిన్‌లతో సాధారణంగా ఉపయోగించే ట్రాన్సిస్టర్ ప్యాకేజీ, అవి కలెక్టర్, ఉద్గారిణి మరియు బేస్, ఇవి కాంపోనెంట్ యొక్క పొడవైన వైపు రెండు వైపులా జాబితా చేయబడ్డాయి. వాటిలో, ఉద్గారిణి మరియు బేస్ ఒకే వైపు ఉంటాయి. అవి తక్కువ-శక్తి ట్రాన్సిస్టర్లు, ఫీల్డ్ ఎఫెక్ట్ ట్రాన్సిస్టర్లు మరియు రెసిస్టర్ నెట్‌వర్క్‌లతో కూడిన మిశ్రమ ట్రాన్సిస్టర్‌లలో సాధారణం. వారు మంచి బలాన్ని కలిగి ఉంటారు కానీ తక్కువ టంకం కలిగి ఉంటారు. ప్రదర్శన క్రింది మూర్తి (ఎ)లో చూపబడింది.
SOT89 ట్రాన్సిస్టర్‌కి ఒక వైపున పంపిణీ చేయబడిన మూడు చిన్న పిన్‌లను కలిగి ఉంది. మరొక వైపు వేడి వెదజల్లే సామర్థ్యాన్ని పెంచడానికి బేస్‌కు అనుసంధానించబడిన మెటల్ హీట్ సింక్. ఇది సిలికాన్ పవర్ సర్ఫేస్ మౌంట్ ట్రాన్సిస్టర్‌లలో సాధారణం మరియు అధిక పవర్ అప్లికేషన్‌లకు అనుకూలంగా ఉంటుంది. ప్రదర్శన క్రింది మూర్తి (బి)లో చూపబడింది. ,
SOT143 నాలుగు చిన్న రెక్క ఆకారపు పిన్‌లను కలిగి ఉంది, ఇవి రెండు వైపుల నుండి బయటకు వస్తాయి. పిన్ యొక్క విస్తృత ముగింపు కలెక్టర్. అధిక-ఫ్రీక్వెన్సీ ట్రాన్సిస్టర్‌లలో ఈ రకమైన ప్యాకేజీ సర్వసాధారణం మరియు దాని రూపాన్ని క్రింద ఉన్న మూర్తి (సి)లో చూపబడింది. ,
SOT252 అనేది హై-పవర్ ట్రాన్సిస్టర్, ఇది మూడు పిన్‌లను ఒక వైపు నుండి నడిపిస్తుంది మరియు మధ్య పిన్ చిన్నది మరియు కలెక్టర్‌గా ఉంటుంది. మరొక చివర పెద్ద పిన్‌కి కనెక్ట్ చేయండి, ఇది వేడిని వెదజల్లడానికి ఒక రాగి షీట్, మరియు దాని రూపాన్ని క్రింద ఉన్న మూర్తి (d)లో చూపిన విధంగా ఉంటుంది.
సాధారణ SOT ప్యాకేజీ ప్రదర్శన పోలిక
నాలుగు-టెర్మినల్ SOT-89 MOSFET సాధారణంగా మదర్‌బోర్డులపై ఉపయోగించబడుతుంది. దీని లక్షణాలు మరియు కొలతలు క్రింది విధంగా ఉన్నాయి:
SOT-89 MOSFET పరిమాణ లక్షణాలు (యూనిట్: మిమీ)
5. చిన్న అవుట్‌లైన్ ప్యాకేజీ (SOP)
SOP (స్మాల్ అవుట్-లైన్ ప్యాకేజీ) అనేది ఉపరితల మౌంట్ ప్యాకేజీలలో ఒకటి, దీనిని SOL లేదా DFP అని కూడా పిలుస్తారు. పిన్‌లు సీగల్ రెక్క ఆకారంలో (L ఆకారంలో) ప్యాకేజీకి రెండు వైపుల నుండి బయటకు తీయబడతాయి. పదార్థాలు ప్లాస్టిక్ మరియు సిరామిక్. SOP ప్యాకేజింగ్ ప్రమాణాలలో SOP-8, SOP-16, SOP-20, SOP-28, మొదలైనవి ఉన్నాయి. SOP తర్వాత సంఖ్య పిన్‌ల సంఖ్యను సూచిస్తుంది. చాలా MOSFET SOP ప్యాకేజీలు SOP-8 స్పెసిఫికేషన్‌లను అనుసరిస్తాయి. పరిశ్రమ తరచుగా "P"ని వదిలివేస్తుంది మరియు దానిని SO (స్మాల్ అవుట్-లైన్) గా సంక్షిప్తీకరించింది.
SOP-8 ప్యాకేజీ పరిమాణం
SO-8ని మొదట PHILIP కంపెనీ అభివృద్ధి చేసింది. ఇది ప్లాస్టిక్‌లో ప్యాక్ చేయబడింది, వేడి వెదజల్లే దిగువ ప్లేట్ లేదు మరియు పేలవమైన వేడి వెదజల్లడం లేదు. ఇది సాధారణంగా తక్కువ-పవర్ MOSFETల కోసం ఉపయోగించబడుతుంది. తరువాత, TSOP (థిన్ స్మాల్ అవుట్‌లైన్ ప్యాకేజీ), VSOP (చాలా చిన్న అవుట్‌లైన్ ప్యాకేజీ), SSOP (ష్రింక్ SOP), TSSOP (సన్నని ష్రింక్ SOP) మొదలైన ప్రామాణిక లక్షణాలు క్రమంగా ఉత్పన్నమయ్యాయి; వాటిలో, TSOP మరియు TSSOP సాధారణంగా MOSFET ప్యాకేజింగ్‌లో ఉపయోగించబడతాయి.
MOSFETల కోసం సాధారణంగా ఉపయోగించే SOP డెరైవ్డ్ స్పెసిఫికేషన్‌లు
6. క్వాడ్ ఫ్లాట్ ప్యాకేజీ (QFP)
QFP (ప్లాస్టిక్ క్వాడ్ ఫ్లాట్ ప్యాకేజీ) ప్యాకేజీలో చిప్ పిన్‌ల మధ్య దూరం చాలా తక్కువగా ఉంటుంది మరియు పిన్స్ చాలా సన్నగా ఉంటాయి. ఇది సాధారణంగా పెద్ద-స్థాయి లేదా అతి పెద్ద ఇంటిగ్రేటెడ్ సర్క్యూట్‌లలో ఉపయోగించబడుతుంది మరియు పిన్‌ల సంఖ్య సాధారణంగా 100 కంటే ఎక్కువగా ఉంటుంది. ఈ రూపంలో ప్యాక్ చేయబడిన చిప్‌లు తప్పనిసరిగా మదర్‌బోర్డ్‌కు చిప్‌ను టంకం చేయడానికి SMT ఉపరితల మౌంటు సాంకేతికతను ఉపయోగించాలి. ఈ ప్యాకేజింగ్ పద్ధతి నాలుగు ప్రధాన లక్షణాలను కలిగి ఉంది: ① PCB సర్క్యూట్ బోర్డ్‌లలో వైరింగ్‌ను వ్యవస్థాపించడానికి SMD ఉపరితల మౌంటు టెక్నాలజీకి ఇది అనుకూలంగా ఉంటుంది; ② ఇది అధిక-ఫ్రీక్వెన్సీ ఉపయోగం కోసం అనుకూలంగా ఉంటుంది; ③ ఇది ఆపరేట్ చేయడం సులభం మరియు అధిక విశ్వసనీయతను కలిగి ఉంటుంది; ④ చిప్ ప్రాంతం మరియు ప్యాకేజింగ్ ప్రాంతం మధ్య నిష్పత్తి చిన్నది. PGA ప్యాకేజింగ్ పద్ధతి వలె, ఈ ప్యాకేజింగ్ పద్ధతి చిప్‌ను ప్లాస్టిక్ ప్యాకేజీలో చుట్టి, చిప్ సకాలంలో పని చేస్తున్నప్పుడు ఉత్పన్నమయ్యే వేడిని వెదజల్లదు. ఇది MOSFET పనితీరు మెరుగుదలను పరిమితం చేస్తుంది; మరియు ప్లాస్టిక్ ప్యాకేజింగ్ స్వయంగా పరికరం యొక్క పరిమాణాన్ని పెంచుతుంది, ఇది కాంతి, సన్నగా, పొట్టిగా మరియు చిన్నదిగా ఉండే దిశలో సెమీకండక్టర్ల అభివృద్ధికి అవసరాలను తీర్చదు. అదనంగా, ఈ రకమైన ప్యాకేజింగ్ పద్ధతి ఒకే చిప్‌పై ఆధారపడి ఉంటుంది, ఇది తక్కువ ఉత్పత్తి సామర్థ్యం మరియు అధిక ప్యాకేజింగ్ ఖర్చు వంటి సమస్యలను కలిగి ఉంటుంది. అందువల్ల, మైక్రోప్రాసెసర్‌లు/గేట్ శ్రేణుల వంటి డిజిటల్ లాజిక్ LSI సర్క్యూట్‌లలో ఉపయోగించడానికి QFP మరింత అనుకూలంగా ఉంటుంది మరియు VTR సిగ్నల్ ప్రాసెసింగ్ మరియు ఆడియో సిగ్నల్ ప్రాసెసింగ్ వంటి అనలాగ్ LSI సర్క్యూట్ ఉత్పత్తులను ప్యాకేజింగ్ చేయడానికి కూడా అనుకూలంగా ఉంటుంది.
7, లీడ్స్ లేని క్వాడ్ ఫ్లాట్ ప్యాకేజీ (QFN)
QFN (క్వాడ్ ఫ్లాట్ నాన్-లీడెడ్ ప్యాకేజీ) ప్యాకేజీ నాలుగు వైపులా ఎలక్ట్రోడ్ పరిచయాలతో అమర్చబడి ఉంటుంది. లీడ్‌లు లేనందున, మౌంటు ప్రాంతం QFP కంటే చిన్నది మరియు ఎత్తు QFP కంటే తక్కువగా ఉంటుంది. వాటిలో, సిరామిక్ QFNని LCC (లీడ్‌లెస్ చిప్ క్యారియర్లు) అని కూడా పిలుస్తారు మరియు గ్లాస్ ఎపోక్సీ రెసిన్ ప్రింటెడ్ సబ్‌స్ట్రేట్ బేస్ మెటీరియల్‌ని ఉపయోగించి తక్కువ-ధర ప్లాస్టిక్ QFNని ప్లాస్టిక్ LCC, PCLC, P-LCC, మొదలైనవి అంటారు. ఇది అభివృద్ధి చెందుతున్న ఉపరితల మౌంట్ చిప్ ప్యాకేజింగ్. చిన్న ప్యాడ్ పరిమాణం, చిన్న వాల్యూమ్ మరియు ప్లాస్టిక్‌తో సీలింగ్ మెటీరియల్‌తో సాంకేతికత. QFN ప్రధానంగా ఇంటిగ్రేటెడ్ సర్క్యూట్ ప్యాకేజింగ్ కోసం ఉపయోగించబడుతుంది మరియు MOSFET ఉపయోగించబడదు. అయినప్పటికీ, Intel ఇంటిగ్రేటెడ్ డ్రైవర్ మరియు MOSFET సొల్యూషన్‌ను ప్రతిపాదించినందున, అది DrMOSని QFN-56 ప్యాకేజీలో ప్రారంభించింది ("56" చిప్ వెనుక 56 కనెక్షన్ పిన్‌లను సూచిస్తుంది).
QFN ప్యాకేజీ అల్ట్రా-సన్నని చిన్న అవుట్‌లైన్ ప్యాకేజీ (TSSOP) వలె అదే బాహ్య ప్రధాన కాన్ఫిగరేషన్‌ను కలిగి ఉందని గమనించాలి, అయితే దాని పరిమాణం TSSOP కంటే 62% చిన్నది. QFN మోడలింగ్ డేటా ప్రకారం, దాని థర్మల్ పనితీరు TSSOP ప్యాకేజింగ్ కంటే 55% ఎక్కువ, మరియు దాని విద్యుత్ పనితీరు (ఇండక్టెన్స్ మరియు కెపాసిటెన్స్) TSSOP ప్యాకేజింగ్ కంటే వరుసగా 60% మరియు 30% ఎక్కువ. అతి పెద్ద ప్రతికూలత ఏమిటంటే దానిని మరమ్మత్తు చేయడం కష్టం.
QFN-56 ప్యాకేజీలో DrMOS
సాంప్రదాయ వివిక్త DC/DC స్టెప్-డౌన్ స్విచ్చింగ్ పవర్ సప్లైలు అధిక శక్తి సాంద్రత కోసం అవసరాలను తీర్చలేవు లేదా అధిక స్విచ్చింగ్ ఫ్రీక్వెన్సీల వద్ద పరాన్నజీవి పారామితి ప్రభావాల సమస్యను పరిష్కరించలేవు. సాంకేతికత యొక్క ఆవిష్కరణ మరియు పురోగతితో, బహుళ-చిప్ మాడ్యూల్‌లను రూపొందించడానికి డ్రైవర్లు మరియు MOSFETలను ఏకీకృతం చేయడం వాస్తవంగా మారింది. ఈ ఏకీకరణ పద్ధతి గణనీయమైన స్థలాన్ని ఆదా చేస్తుంది మరియు విద్యుత్ వినియోగ సాంద్రతను పెంచుతుంది. డ్రైవర్లు మరియు MOSFETల ఆప్టిమైజేషన్ ద్వారా, ఇది వాస్తవంగా మారింది. శక్తి సామర్థ్యం మరియు అధిక-నాణ్యత DC కరెంట్, ఇది DrMOS ఇంటిగ్రేటెడ్ డ్రైవర్ IC.
రెనెసాస్ 2వ తరం DrMOS
QFN-56 లీడ్‌లెస్ ప్యాకేజీ DrMOS థర్మల్ ఇంపెడెన్స్‌ను చాలా తక్కువగా చేస్తుంది; అంతర్గత వైర్ బంధం మరియు రాగి క్లిప్ డిజైన్‌తో, బాహ్య PCB వైరింగ్‌ను తగ్గించవచ్చు, తద్వారా ఇండక్టెన్స్ మరియు రెసిస్టెన్స్ తగ్గుతాయి. అదనంగా, ఉపయోగించిన డీప్-ఛానల్ సిలికాన్ MOSFET ప్రక్రియ కూడా ప్రసరణ, స్విచ్చింగ్ మరియు గేట్ ఛార్జ్ నష్టాలను గణనీయంగా తగ్గిస్తుంది; ఇది వివిధ రకాల కంట్రోలర్‌లకు అనుకూలంగా ఉంటుంది, వివిధ ఆపరేటింగ్ మోడ్‌లను సాధించగలదు మరియు క్రియాశీల దశ మార్పిడి మోడ్ APS (ఆటో ఫేజ్ స్విచింగ్)కు మద్దతు ఇస్తుంది. QFN ప్యాకేజింగ్‌తో పాటు, ద్వైపాక్షిక ఫ్లాట్ నో-లీడ్ ప్యాకేజింగ్ (DFN) అనేది కొత్త ఎలక్ట్రానిక్ ప్యాకేజింగ్ ప్రక్రియ, ఇది ON సెమీకండక్టర్ యొక్క వివిధ భాగాలలో విస్తృతంగా ఉపయోగించబడింది. QFNతో పోలిస్తే, DFN రెండు వైపులా తక్కువ లీడ్-అవుట్ ఎలక్ట్రోడ్‌లను కలిగి ఉంది.
8, ప్లాస్టిక్ లీడెడ్ చిప్ క్యారియర్ (PLCC)
PLCC (ప్లాస్టిక్ క్వాడ్ ఫ్లాట్ ప్యాకేజీ) చదరపు ఆకారాన్ని కలిగి ఉంటుంది మరియు DIP ప్యాకేజీ కంటే చాలా చిన్నది. ఇది చుట్టూ పిన్‌లతో 32 పిన్‌లను కలిగి ఉంది. టి-ఆకారంలో ప్యాకేజీ యొక్క నాలుగు వైపుల నుండి పిన్స్ బయటకు తీయబడతాయి. ఇది ప్లాస్టిక్ ఉత్పత్తి. పిన్ సెంటర్ దూరం 1.27 మిమీ, మరియు పిన్‌ల సంఖ్య 18 నుండి 84 వరకు ఉంటుంది. J- ఆకారపు పిన్‌లు సులభంగా వైకల్యం చెందవు మరియు QFP కంటే సులభంగా పని చేస్తాయి, అయితే వెల్డింగ్ తర్వాత ప్రదర్శన తనిఖీ చాలా కష్టం. SMT ఉపరితల మౌంటు సాంకేతికతను ఉపయోగించి PCBలో వైరింగ్‌ను ఇన్‌స్టాల్ చేయడానికి PLCC ప్యాకేజింగ్ అనుకూలంగా ఉంటుంది. ఇది చిన్న పరిమాణం మరియు అధిక విశ్వసనీయత యొక్క ప్రయోజనాలను కలిగి ఉంది. PLCC ప్యాకేజింగ్ సాపేక్షంగా సాధారణం మరియు లాజిక్ LSI, DLD (లేదా ప్రోగ్రామ్ లాజిక్ పరికరం) మరియు ఇతర సర్క్యూట్‌లలో ఉపయోగించబడుతుంది. ఈ ప్యాకేజింగ్ ఫారమ్ తరచుగా మదర్‌బోర్డు BIOSలో ఉపయోగించబడుతుంది, అయితే ఇది ప్రస్తుతం MOSFETలలో తక్కువ సాధారణం.
ప్రధాన స్రవంతి ఎంటర్‌ప్రైజెస్ కోసం ఎన్‌క్యాప్సులేషన్ మరియు మెరుగుదల
CPUలలో తక్కువ వోల్టేజ్ మరియు అధిక కరెంట్ అభివృద్ధి ట్రెండ్ కారణంగా, MOSFETలు పెద్ద అవుట్పుట్ కరెంట్, తక్కువ ఆన్-రెసిస్టెన్స్, తక్కువ ఉష్ణ ఉత్పత్తి, వేగవంతమైన వేడి వెదజల్లడం మరియు చిన్న పరిమాణాన్ని కలిగి ఉండాలి. చిప్ ఉత్పత్తి సాంకేతికత మరియు ప్రక్రియలను మెరుగుపరచడంతో పాటు, MOSFET తయారీదారులు కూడా ప్యాకేజింగ్ సాంకేతికతను మెరుగుపరచడం కొనసాగిస్తున్నారు. ప్రామాణిక ప్రదర్శన స్పెసిఫికేషన్‌లతో అనుకూలత ఆధారంగా, వారు కొత్త ప్యాకేజింగ్ ఆకృతులను ప్రతిపాదిస్తారు మరియు వారు అభివృద్ధి చేసిన కొత్త ప్యాకేజీల కోసం ట్రేడ్‌మార్క్ పేర్లను నమోదు చేస్తారు.
1, RENESAS WPAK, LFPAK మరియు LFPAK-I ప్యాకేజీలు
WPAK అనేది రెనెసాస్ అభివృద్ధి చేసిన అధిక ఉష్ణ రేడియేషన్ ప్యాకేజీ. D-PAK ప్యాకేజీని అనుకరించడం ద్వారా, చిప్ హీట్ సింక్ మదర్‌బోర్డుకు వెల్డింగ్ చేయబడుతుంది మరియు వేడిని మదర్‌బోర్డు ద్వారా వెదజల్లుతుంది, తద్వారా చిన్న ప్యాకేజీ WPAK కూడా D-PAK యొక్క అవుట్పుట్ కరెంట్‌ను చేరుకోగలదు. WPAK-D2 వైరింగ్ ఇండక్టెన్స్‌ను తగ్గించడానికి రెండు అధిక/తక్కువ MOSFETలను ప్యాకేజీ చేస్తుంది.
Renesas WPAK ప్యాకేజీ పరిమాణం
LFPAK మరియు LFPAK-I అనేవి రెనెసాస్ చే అభివృద్ధి చేయబడిన రెండు ఇతర చిన్న ఫారమ్-ఫాక్టర్ ప్యాకేజీలు, ఇవి SO-8కి అనుకూలంగా ఉంటాయి. LFPAK D-PAKని పోలి ఉంటుంది, కానీ D-PAK కంటే చిన్నది. LFPAK-i హీట్ సింక్ ద్వారా వేడిని వెదజల్లడానికి హీట్ సింక్‌ను పైకి ఉంచుతుంది.
Renesas LFPAK మరియు LFPAK-I ప్యాకేజీలు
2. విషయ్ పవర్-PAK మరియు పోలార్-PAK ప్యాకేజింగ్
Power-PAK అనేది Vishay కార్పొరేషన్ ద్వారా నమోదు చేయబడిన MOSFET ప్యాకేజీ పేరు. పవర్-PAK రెండు స్పెసిఫికేషన్‌లను కలిగి ఉంది: Power-PAK1212-8 మరియు Power-PAK SO-8.
విషయ్ పవర్-PAK1212-8 ప్యాకేజీ
విషయ్ పవర్-PAK SO-8 ప్యాకేజీ
పోలార్ PAK అనేది డబుల్-సైడెడ్ హీట్ డిస్సిపేషన్‌తో కూడిన చిన్న ప్యాకేజీ మరియు ఇది విశయ్ యొక్క ప్రధాన ప్యాకేజింగ్ టెక్నాలజీలలో ఒకటి. పోలార్ PAK సాధారణ so-8 ప్యాకేజీ వలె ఉంటుంది. ఇది ప్యాకేజీ యొక్క ఎగువ మరియు దిగువ రెండు వైపులా డిస్సిపేషన్ పాయింట్లను కలిగి ఉంటుంది. ప్యాకేజీ లోపల వేడిని సేకరించడం సులభం కాదు మరియు ఆపరేటింగ్ కరెంట్ యొక్క ప్రస్తుత సాంద్రతను SO-8 కంటే రెండు రెట్లు పెంచవచ్చు. ప్రస్తుతం, Vishay STMicroelectronicsకి పోలార్ PAK టెక్నాలజీకి లైసెన్స్ ఇచ్చారు.
విషయ్ పోలార్ PAK ప్యాకేజీ
3. Onsemi SO-8 మరియు WDFN8 ఫ్లాట్ లీడ్ ప్యాకేజీలు
ON సెమీకండక్టర్ రెండు రకాల ఫ్లాట్-లీడ్ MOSFETలను అభివృద్ధి చేసింది, వీటిలో SO-8 అనుకూల ఫ్లాట్-లీడ్ వాటిని అనేక బోర్డులు ఉపయోగిస్తాయి. ON సెమీకండక్టర్ కొత్తగా ప్రారంభించిన NVMx మరియు NVTx పవర్ MOSFETలు ప్రసరణ నష్టాలను తగ్గించడానికి కాంపాక్ట్ DFN5 (SO-8FL) మరియు WDFN8 ప్యాకేజీలను ఉపయోగిస్తాయి. ఇది డ్రైవర్ నష్టాలను తగ్గించడానికి తక్కువ QG మరియు కెపాసిటెన్స్‌ను కూడా కలిగి ఉంది.
సెమీకండక్టర్ SO-8 ఫ్లాట్ లీడ్ ప్యాకేజీపై
సెమీకండక్టర్ WDFN8 ప్యాకేజీలో
4. NXP LFPAK మరియు QLPAK ప్యాకేజింగ్
NXP (గతంలో ఫిల్ప్స్) SO-8 ప్యాకేజింగ్ టెక్నాలజీని LFPAK మరియు QLPAKలోకి మెరుగుపరిచింది. వాటిలో, LFPAK ప్రపంచంలోనే అత్యంత విశ్వసనీయ శక్తి SO-8 ప్యాకేజీగా పరిగణించబడుతుంది; అయితే QLPAK చిన్న పరిమాణం మరియు అధిక ఉష్ణ వెదజల్లే సామర్థ్యాన్ని కలిగి ఉంటుంది. సాధారణ SO-8తో పోలిస్తే, QLPAK PCB బోర్డ్ ప్రాంతాన్ని 6*5mm మరియు 1.5k/W ఉష్ణ నిరోధకతను కలిగి ఉంటుంది.
NXP LFPAK ప్యాకేజీ
NXP QLPAK ప్యాకేజింగ్
4. ST సెమీకండక్టర్ PowerSO-8 ప్యాకేజీ
STMicroelectronics' పవర్ MOSFET చిప్ ప్యాకేజింగ్ టెక్నాలజీలలో SO-8, PowerSO-8, PowerFLAT, DirectFET, PolarPAK మొదలైనవి ఉన్నాయి. వాటిలో పవర్ SO-8 అనేది SO-8 యొక్క మెరుగైన వెర్షన్. అదనంగా, PowerSO-10, PowerSO-20, TO-220FP, H2PAK-2 మరియు ఇతర ప్యాకేజీలు ఉన్నాయి.
STMmicroelectronics పవర్ SO-8 ప్యాకేజీ
5. ఫెయిర్‌చైల్డ్ సెమీకండక్టర్ పవర్ 56 ప్యాకేజీ
పవర్ 56 అనేది ఫారిచైల్డ్ యొక్క ప్రత్యేక పేరు మరియు దాని అధికారిక పేరు DFN5×6. దీని ప్యాకేజింగ్ ప్రాంతం సాధారణంగా ఉపయోగించే TSOP-8తో పోల్చవచ్చు మరియు సన్నని ప్యాకేజీ కాంపోనెంట్ క్లియరెన్స్ ఎత్తును ఆదా చేస్తుంది మరియు దిగువన ఉన్న థర్మల్-ప్యాడ్ డిజైన్ ఉష్ణ నిరోధకతను తగ్గిస్తుంది. అందువలన, అనేక శక్తి పరికర తయారీదారులు DFN5×6ని అమలు చేశారు.
ఫెయిర్‌చైల్డ్ పవర్ 56 ప్యాకేజీ
6. ఇంటర్నేషనల్ రెక్టిఫైయర్ (IR) డైరెక్ట్ FET ప్యాకేజీ
డైరెక్ట్ FET SO-8 లేదా చిన్న పాదముద్రలో సమర్థవంతమైన ఎగువ శీతలీకరణను అందిస్తుంది మరియు కంప్యూటర్లు, ల్యాప్‌టాప్‌లు, టెలికమ్యూనికేషన్స్ మరియు వినియోగదారు ఎలక్ట్రానిక్స్ పరికరాలలో AC-DC మరియు DC-DC పవర్ కన్వర్షన్ అప్లికేషన్‌లకు అనుకూలంగా ఉంటుంది. DirectFET యొక్క మెటల్ డబ్బా నిర్మాణం డబుల్-సైడెడ్ హీట్ డిస్సిపేషన్‌ను అందిస్తుంది, ప్రామాణిక ప్లాస్టిక్ వివిక్త ప్యాకేజీలతో పోలిస్తే అధిక-ఫ్రీక్వెన్సీ DC-DC బక్ కన్వర్టర్‌ల ప్రస్తుత నిర్వహణ సామర్థ్యాలను సమర్థవంతంగా రెట్టింపు చేస్తుంది. డైరెక్ట్ FET ప్యాకేజీ అనేది రివర్స్-మౌంటెడ్ రకం, డ్రెయిన్ (D) హీట్ సింక్ పైకి ఎదురుగా ఉంటుంది మరియు మెటల్ షెల్‌తో కప్పబడి ఉంటుంది, దీని ద్వారా వేడి వెదజల్లుతుంది. డైరెక్ట్ FET ప్యాకేజింగ్ వేడి వెదజల్లడాన్ని బాగా మెరుగుపరుస్తుంది మరియు మంచి వేడి వెదజల్లడంతో తక్కువ స్థలాన్ని తీసుకుంటుంది.
సంగ్రహించండి
భవిష్యత్తులో, ఎలక్ట్రానిక్ తయారీ పరిశ్రమ అల్ట్రా-సన్నని, సూక్ష్మీకరణ, తక్కువ వోల్టేజ్ మరియు అధిక కరెంట్ యొక్క దిశలో అభివృద్ధి చెందుతూనే ఉంటుంది, MOSFET యొక్క రూపాన్ని మరియు అంతర్గత ప్యాకేజింగ్ నిర్మాణం కూడా తయారీ యొక్క అభివృద్ధి అవసరాలకు బాగా అనుగుణంగా మారుతుంది. పరిశ్రమ. అదనంగా, ఎలక్ట్రానిక్ తయారీదారుల ఎంపిక థ్రెషోల్డ్‌ను తగ్గించడానికి, మాడ్యులరైజేషన్ మరియు సిస్టమ్-స్థాయి ప్యాకేజింగ్ దిశలో MOSFET అభివృద్ధి యొక్క ధోరణి మరింత స్పష్టంగా కనిపిస్తుంది మరియు ఉత్పత్తులు పనితీరు మరియు ఖర్చు వంటి బహుళ కోణాల నుండి సమన్వయ పద్ధతిలో అభివృద్ధి చెందుతాయి. . MOSFET ఎంపికకు ముఖ్యమైన సూచన కారకాలలో ప్యాకేజీ ఒకటి. వేర్వేరు ఎలక్ట్రానిక్ ఉత్పత్తులకు వేర్వేరు విద్యుత్ అవసరాలు ఉంటాయి మరియు వేర్వేరు ఇన్‌స్టాలేషన్ పరిసరాలకు సరిపోయే పరిమాణ లక్షణాలు కూడా అవసరం. వాస్తవ ఎంపికలో, సాధారణ సూత్రం ప్రకారం వాస్తవ అవసరాలకు అనుగుణంగా నిర్ణయం తీసుకోవాలి. కొన్ని ఎలక్ట్రానిక్ సిస్టమ్‌లు PCB పరిమాణం మరియు అంతర్గత ఎత్తుతో పరిమితం చేయబడ్డాయి. ఉదాహరణకు, కమ్యూనికేషన్ సిస్టమ్స్ యొక్క మాడ్యూల్ పవర్ సప్లైలు సాధారణంగా ఎత్తు పరిమితుల కారణంగా DFN5*6 మరియు DFN3*3 ప్యాకేజీలను ఉపయోగిస్తాయి; కొన్ని ACDC విద్యుత్ సరఫరాలలో, అల్ట్రా-సన్నని డిజైన్‌లు లేదా షెల్ పరిమితుల కారణంగా TO220 ప్యాకేజ్డ్ పవర్ MOSFETలను అసెంబ్లింగ్ చేయడానికి అనుకూలంగా ఉంటాయి. ఈ సమయంలో, పిన్‌లను నేరుగా రూట్‌లోకి చొప్పించవచ్చు, ఇది TO247 ప్యాక్ చేసిన ఉత్పత్తులకు తగినది కాదు; కొన్ని అల్ట్రా-సన్నని డిజైన్‌లకు పరికరం పిన్‌లను వంగి మరియు ఫ్లాట్‌గా ఉంచడం అవసరం, ఇది MOSFET ఎంపిక యొక్క సంక్లిష్టతను పెంచుతుంది.
MOSFETని ఎలా ఎంచుకోవాలి
MOSFET డేటా షీట్ యొక్క మొదటి పేజీని తాను ఎప్పుడూ చూడలేదని ఒక ఇంజనీర్ ఒకసారి నాకు చెప్పాడు, ఎందుకంటే "ఆచరణాత్మక" సమాచారం రెండవ పేజీలో మరియు అంతకు మించి మాత్రమే కనిపించింది. MOSFET డేటా షీట్‌లోని దాదాపు ప్రతి పేజీ డిజైనర్‌ల కోసం విలువైన సమాచారాన్ని కలిగి ఉంటుంది. కానీ తయారీదారులు అందించిన డేటాను ఎలా అర్థం చేసుకోవాలో ఎల్లప్పుడూ స్పష్టంగా ఉండదు.
ఈ కథనం MOSFETల యొక్క కొన్ని కీలక స్పెసిఫికేషన్‌లను వివరిస్తుంది, అవి డేటాషీట్‌లో ఎలా పేర్కొనబడ్డాయి మరియు మీరు వాటిని అర్థం చేసుకోవలసిన స్పష్టమైన చిత్రాన్ని వివరిస్తుంది. చాలా ఎలక్ట్రానిక్ పరికరాల వలె, MOSFETలు ఆపరేటింగ్ ఉష్ణోగ్రత ద్వారా ప్రభావితమవుతాయి. కాబట్టి పేర్కొన్న సూచికలు వర్తించే పరీక్ష పరిస్థితులను అర్థం చేసుకోవడం చాలా ముఖ్యం. "ఉత్పత్తి పరిచయం"లో మీరు చూసే సూచికలు "గరిష్టం" లేదా "విలక్షణమైన" విలువలు కాదా అని అర్థం చేసుకోవడం కూడా చాలా కీలకం, ఎందుకంటే కొన్ని డేటా షీట్‌లు దానిని స్పష్టం చేయవు.
వోల్టేజ్ గ్రేడ్
MOSFETని నిర్ణయించే ప్రాథమిక లక్షణం దాని డ్రెయిన్-సోర్స్ వోల్టేజ్ VDS లేదా "డ్రెయిన్-సోర్స్ బ్రేక్డౌన్ వోల్టేజ్", ఇది గేట్ సోర్స్ మరియు డ్రెయిన్ కరెంట్‌కి షార్ట్ సర్క్యూట్ అయినప్పుడు MOSFET దెబ్బతినకుండా తట్టుకోగల అత్యధిక వోల్టేజ్. 250μA. . VDSను "25 ° C వద్ద సంపూర్ణ గరిష్ట వోల్టేజ్" అని కూడా పిలుస్తారు, అయితే ఈ సంపూర్ణ వోల్టేజ్ ఉష్ణోగ్రతపై ఆధారపడి ఉంటుందని గుర్తుంచుకోవడం ముఖ్యం మరియు డేటా షీట్‌లో సాధారణంగా "VDS ఉష్ణోగ్రత గుణకం" ఉంటుంది. గరిష్ట VDS అనేది DC వోల్టేజ్‌తో పాటు సర్క్యూట్‌లో ఉండే ఏవైనా వోల్టేజ్ స్పైక్‌లు మరియు అలలు అని కూడా మీరు అర్థం చేసుకోవాలి. ఉదాహరణకు, మీరు 100mV, 5ns స్పైక్‌తో 30V విద్యుత్ సరఫరాపై 30V పరికరాన్ని ఉపయోగిస్తే, వోల్టేజ్ పరికరం యొక్క సంపూర్ణ గరిష్ట పరిమితిని మించిపోతుంది మరియు పరికరం హిమపాతం మోడ్‌లోకి ప్రవేశించవచ్చు. ఈ సందర్భంలో, MOSFET యొక్క విశ్వసనీయతకు హామీ ఇవ్వబడదు. అధిక ఉష్ణోగ్రతల వద్ద, ఉష్ణోగ్రత గుణకం బ్రేక్డౌన్ వోల్టేజ్ని గణనీయంగా మార్చగలదు. ఉదాహరణకు, 600V వోల్టేజ్ రేటింగ్‌తో కొన్ని N-ఛానల్ MOSFETలు సానుకూల ఉష్ణోగ్రత గుణకం కలిగి ఉంటాయి. అవి వాటి గరిష్ట జంక్షన్ ఉష్ణోగ్రతను చేరుకున్నప్పుడు, ఉష్ణోగ్రత గుణకం ఈ MOSFETలు 650V MOSFETల వలె ప్రవర్తించేలా చేస్తుంది. చాలా మంది MOSFET వినియోగదారుల డిజైన్ నియమాలకు 10% నుండి 20% వరకు వ్యత్యాస కారకం అవసరం. కొన్ని డిజైన్లలో, అసలు బ్రేక్డౌన్ వోల్టేజ్ 25°C వద్ద రేట్ చేయబడిన విలువ కంటే 5% నుండి 10% ఎక్కువగా ఉందని పరిగణనలోకి తీసుకుంటే, వాస్తవ రూపకల్పనకు సంబంధిత ఉపయోగకరమైన డిజైన్ మార్జిన్ జోడించబడుతుంది, ఇది డిజైన్‌కు చాలా ప్రయోజనకరంగా ఉంటుంది. MOSFETల యొక్క సరైన ఎంపికకు సమానంగా ముఖ్యమైనది ప్రసరణ ప్రక్రియలో గేట్-సోర్స్ వోల్టేజ్ VGS పాత్రను అర్థం చేసుకోవడం. ఈ వోల్టేజ్ అనేది ఇచ్చిన గరిష్ట RDS(ఆన్) కండిషన్‌లో MOSFET యొక్క పూర్తి వాహకతను నిర్ధారించే వోల్టేజ్. అందుకే ఆన్-రెసిస్టెన్స్ ఎల్లప్పుడూ VGS స్థాయికి సంబంధించినది మరియు ఈ వోల్టేజ్ వద్ద మాత్రమే పరికరాన్ని ఆన్ చేయవచ్చు. RDS(ఆన్) రేటింగ్‌ను సాధించడానికి ఉపయోగించే కనిష్ట VGS కంటే తక్కువ వోల్టేజ్‌తో మీరు MOSFETని పూర్తిగా ఆన్ చేయలేరు అనేది ఒక ముఖ్యమైన డిజైన్ పర్యవసానం. ఉదాహరణకు, 3.3V మైక్రోకంట్రోలర్‌తో MOSFETని పూర్తిగా ఆన్ చేయడానికి, మీరు VGS=2.5V లేదా అంతకంటే తక్కువ వద్ద MOSFETని ఆన్ చేయగలగాలి.
ఆన్-రెసిస్టెన్స్, గేట్ ఛార్జ్ మరియు "ఫిగర్ ఆఫ్ మెరిట్"
MOSFET యొక్క ఆన్-రెసిస్టెన్స్ ఎల్లప్పుడూ ఒకటి లేదా అంతకంటే ఎక్కువ గేట్-టు-సోర్స్ వోల్టేజ్‌ల వద్ద నిర్ణయించబడుతుంది. గరిష్ట RDS(ఆన్) పరిమితి సాధారణ విలువ కంటే 20% నుండి 50% ఎక్కువగా ఉంటుంది. RDS(ఆన్) యొక్క గరిష్ట పరిమితి సాధారణంగా 25°C జంక్షన్ ఉష్ణోగ్రత వద్ద విలువను సూచిస్తుంది. అధిక ఉష్ణోగ్రతల వద్ద, మూర్తి 1లో చూపిన విధంగా RDS(ఆన్) 30% నుండి 150% వరకు పెరుగుతుంది. RDS(ఆన్) ఉష్ణోగ్రతతో మారుతుంది మరియు కనీస నిరోధక విలువకు హామీ ఇవ్వబడదు కాబట్టి, RDS(on) ఆధారంగా కరెంటును గుర్తించడం సాధ్యం కాదు. చాలా ఖచ్చితమైన పద్ధతి.
మూర్తి 1 RDS(ఆన్) గరిష్ట ఆపరేటింగ్ ఉష్ణోగ్రతలో 30% నుండి 150% వరకు ఉష్ణోగ్రతతో పెరుగుతుంది
N-ఛానల్ మరియు P-ఛానల్ MOSFETలు రెండింటికీ ఆన్-రెసిస్టెన్స్ చాలా ముఖ్యం. విద్యుత్ సరఫరాలను మార్చడంలో, Qg అనేది N-ఛానల్ MOSFETల కోసం కీలక ఎంపిక ప్రమాణం, ఎందుకంటే Qg మారే నష్టాలను ప్రభావితం చేస్తుంది. ఈ నష్టాలు రెండు ప్రభావాలను కలిగి ఉంటాయి: ఒకటి MOSFET ఆన్ మరియు ఆఫ్‌ను ప్రభావితం చేసే స్విచింగ్ సమయం; మరొకటి ప్రతి స్విచ్చింగ్ ప్రక్రియలో గేట్ కెపాసిటెన్స్‌ను ఛార్జ్ చేయడానికి అవసరమైన శక్తి. గుర్తుంచుకోవలసిన ఒక విషయం ఏమిటంటే, Qg గేట్-సోర్స్ వోల్టేజ్‌పై ఆధారపడి ఉంటుంది, తక్కువ Vgsని ఉపయోగించడం వలన మారే నష్టాలు తగ్గుతాయి. స్విచ్చింగ్ అప్లికేషన్‌లలో ఉపయోగించేందుకు ఉద్దేశించిన MOSFETలను పోల్చడానికి శీఘ్ర మార్గంగా, డిజైనర్లు తరచుగా కండక్షన్ నష్టాల కోసం RDS(ఆన్) మరియు నష్టాలను మార్చడానికి Qgతో కూడిన ఏక సూత్రాన్ని ఉపయోగిస్తారు: RDS(on)xQg. ఈ "ఫిగర్ ఆఫ్ మెరిట్" (FOM) పరికరం యొక్క పనితీరును సంగ్రహిస్తుంది మరియు MOSFETలను సాధారణ లేదా గరిష్ట విలువల పరంగా పోల్చడానికి అనుమతిస్తుంది. పరికరాల్లో ఖచ్చితమైన పోలికను నిర్ధారించడానికి, మీరు RDS(ఆన్) మరియు Qg కోసం ఒకే VGS ఉపయోగించబడిందని మరియు ప్రచురణలో సాధారణ మరియు గరిష్ట విలువలు కలపబడకుండా చూసుకోవాలి. దిగువ FOM అప్లికేషన్‌లను మార్చడంలో మీకు మెరుగైన పనితీరును అందిస్తుంది, కానీ ఇది హామీ ఇవ్వబడదు. ఉత్తమ పోలిక ఫలితాలను వాస్తవ సర్క్యూట్‌లో మాత్రమే పొందవచ్చు మరియు కొన్ని సందర్భాల్లో ప్రతి MOSFET కోసం సర్క్యూట్‌ని చక్కగా ట్యూన్ చేయాల్సి ఉంటుంది. రేట్ చేయబడిన కరెంట్ మరియు పవర్ డిస్సిపేషన్, వివిధ పరీక్ష పరిస్థితుల ఆధారంగా, చాలా MOSFETలు డేటా షీట్‌లో ఒకటి లేదా అంతకంటే ఎక్కువ నిరంతర కాలువ ప్రవాహాలను కలిగి ఉంటాయి. రేటింగ్ పేర్కొన్న కేస్ ఉష్ణోగ్రత (ఉదా TC=25°C), లేదా పరిసర ఉష్ణోగ్రత (ఉదా TA=25°C) వద్ద ఉందో లేదో తెలుసుకోవడానికి మీరు డేటా షీట్‌ను జాగ్రత్తగా పరిశీలించాలి. ఈ విలువలలో ఏది అత్యంత సందర్భోచితమైనది అనేది పరికర లక్షణాలు మరియు అప్లికేషన్‌పై ఆధారపడి ఉంటుంది (మూర్తి 2 చూడండి).
మూర్తి 2 అన్ని సంపూర్ణ గరిష్ట కరెంట్ మరియు పవర్ విలువలు నిజమైన డేటా
హ్యాండ్‌హెల్డ్ పరికరాలలో ఉపయోగించే చిన్న ఉపరితల మౌంట్ పరికరాల కోసం, అత్యంత సంబంధిత ప్రస్తుత స్థాయి 70°C పరిసర ఉష్ణోగ్రత వద్ద ఉండవచ్చు. హీట్ సింక్‌లు మరియు ఫోర్స్డ్ ఎయిర్ కూలింగ్ ఉన్న పెద్ద పరికరాల కోసం, TA=25℃ వద్ద ఉన్న ప్రస్తుత స్థాయి వాస్తవ పరిస్థితికి దగ్గరగా ఉండవచ్చు. కొన్ని పరికరాల కోసం, డై దాని గరిష్ట జంక్షన్ ఉష్ణోగ్రత వద్ద ప్యాకేజీ పరిమితుల కంటే ఎక్కువ కరెంట్‌ని నిర్వహించగలదు. కొన్ని డేటా షీట్‌లలో, ఈ "డై-లిమిటెడ్" ప్రస్తుత స్థాయి "ప్యాకేజీ-పరిమిత" ప్రస్తుత స్థాయికి అదనపు సమాచారం, ఇది డై యొక్క పటిష్టత గురించి మీకు ఒక ఆలోచనను అందిస్తుంది. నిరంతర విద్యుత్ వెదజల్లడానికి ఇలాంటి పరిగణనలు వర్తిస్తాయి, ఇది ఉష్ణోగ్రతపై మాత్రమే కాకుండా సమయానికి కూడా ఆధారపడి ఉంటుంది. TA=70℃ వద్ద 10 సెకన్ల పాటు PD=4W వద్ద నిరంతరాయంగా పనిచేసే పరికరం ఊహించుకోండి. "నిరంతర" కాల వ్యవధి అనేది MOSFET ప్యాకేజీ ఆధారంగా మారుతూ ఉంటుంది, కాబట్టి మీరు 10 సెకన్లు, 100 సెకన్లు లేదా 10 నిమిషాల తర్వాత పవర్ డిస్సిపేషన్ ఎలా ఉంటుందో చూడటానికి డేటాషీట్ నుండి సాధారణీకరించిన థర్మల్ ట్రాన్సియెంట్ ఇంపెడెన్స్ ప్లాట్‌ను ఉపయోగించాలనుకుంటున్నారు. . మూర్తి 3లో చూపినట్లుగా, 10-సెకన్ల పల్స్ తర్వాత ఈ ప్రత్యేక పరికరం యొక్క థర్మల్ రెసిస్టెన్స్ కోఎఫీషియంట్ సుమారు 0.33, అంటే ప్యాకేజీ సుమారు 10 నిమిషాల తర్వాత థర్మల్ సంతృప్తతను చేరుకున్న తర్వాత, పరికరం యొక్క ఉష్ణ వెదజల్లే సామర్థ్యం 4Wకి బదులుగా 1.33W మాత్రమే. . మంచి శీతలీకరణలో పరికరం యొక్క ఉష్ణ వెదజల్లే సామర్థ్యం 2W వరకు చేరుకోగలిగినప్పటికీ.
మూర్తి 3 పవర్ పల్స్ వర్తించినప్పుడు MOSFET యొక్క ఉష్ణ నిరోధకత
వాస్తవానికి, మేము MOSFETని ఎలా ఎంచుకోవాలో నాలుగు దశలుగా విభజించవచ్చు.
మొదటి దశ: N ఛానెల్ లేదా P ఛానెల్‌ని ఎంచుకోండి
మీ డిజైన్ కోసం సరైన పరికరాన్ని ఎంచుకోవడంలో మొదటి దశ N-ఛానల్ లేదా P-ఛానల్ MOSFETని ఉపయోగించాలా వద్దా అని నిర్ణయించడం. ఒక సాధారణ పవర్ అప్లికేషన్‌లో, ఒక MOSFET భూమికి కనెక్ట్ చేయబడినప్పుడు మరియు లోడ్ మెయిన్స్ వోల్టేజ్‌కి కనెక్ట్ చేయబడినప్పుడు, MOSFET తక్కువ-వైపు స్విచ్‌ను ఏర్పరుస్తుంది. లో-సైడ్ స్విచ్‌లో, పరికరాన్ని ఆఫ్ చేయడానికి లేదా ఆన్ చేయడానికి అవసరమైన వోల్టేజ్ యొక్క పరిశీలనల కారణంగా N-ఛానల్ MOSFETలను ఉపయోగించాలి. MOSFET బస్సుకు కనెక్ట్ చేయబడి, భూమికి లోడ్ అయినప్పుడు, ఒక హై-సైడ్ స్విచ్ ఉపయోగించబడుతుంది. P-ఛానల్ MOSFETలు సాధారణంగా ఈ టోపోలాజీలో ఉపయోగించబడతాయి, ఇది వోల్టేజ్ డ్రైవ్ పరిశీలనల కారణంగా కూడా ఉంటుంది. మీ అప్లికేషన్ కోసం సరైన పరికరాన్ని ఎంచుకోవడానికి, మీరు పరికరాన్ని నడపడానికి అవసరమైన వోల్టేజీని మరియు మీ డిజైన్‌లో దీన్ని చేయడానికి సులభమైన మార్గాన్ని తప్పనిసరిగా నిర్ణయించాలి. తదుపరి దశ అవసరమైన వోల్టేజ్ రేటింగ్ లేదా పరికరం తట్టుకోగల గరిష్ట వోల్టేజ్ని నిర్ణయించడం. అధిక వోల్టేజ్ రేటింగ్, పరికరం యొక్క అధిక ధర. ఆచరణాత్మక అనుభవం ప్రకారం, రేటెడ్ వోల్టేజ్ మెయిన్స్ వోల్టేజ్ లేదా బస్ వోల్టేజ్ కంటే ఎక్కువగా ఉండాలి. ఇది MOSFET విఫలం కాకుండా తగిన రక్షణను అందిస్తుంది. MOSFETని ఎంచుకున్నప్పుడు, కాలువ నుండి మూలానికి తట్టుకోగల గరిష్ట వోల్టేజ్‌ను గుర్తించడం అవసరం, అంటే గరిష్ట VDS. MOSFET గరిష్ట వోల్టేజ్ ఉష్ణోగ్రతతో మార్పులను తట్టుకోగలదని తెలుసుకోవడం ముఖ్యం. డిజైనర్లు మొత్తం ఆపరేటింగ్ ఉష్ణోగ్రత పరిధిలో వోల్టేజ్ వైవిధ్యాలను తప్పనిసరిగా పరీక్షించాలి. సర్క్యూట్ విఫలం కాదని నిర్ధారించడానికి ఈ వైవిధ్య పరిధిని కవర్ చేయడానికి రేట్ చేయబడిన వోల్టేజ్ తగినంత మార్జిన్‌ను కలిగి ఉండాలి. డిజైన్ ఇంజనీర్లు పరిగణించవలసిన ఇతర భద్రతా కారకాలు మోటార్లు లేదా ట్రాన్స్‌ఫార్మర్లు వంటి ఎలక్ట్రానిక్‌లను మార్చడం ద్వారా ప్రేరేపించబడిన వోల్టేజ్ ట్రాన్సియెంట్‌లను కలిగి ఉంటాయి. రేట్ చేయబడిన వోల్టేజీలు వేర్వేరు అనువర్తనాలకు మారుతూ ఉంటాయి; సాధారణంగా, పోర్టబుల్ పరికరాల కోసం 20V, FPGA విద్యుత్ సరఫరాల కోసం 20-30V మరియు 85-220VAC అప్లికేషన్‌ల కోసం 450-600V.
దశ 2: రేటెడ్ కరెంట్‌ని నిర్ణయించండి
రెండవ దశ MOSFET యొక్క ప్రస్తుత రేటింగ్‌ను ఎంచుకోవడం. సర్క్యూట్ కాన్ఫిగరేషన్‌పై ఆధారపడి, ఈ రేటెడ్ కరెంట్ అన్ని పరిస్థితులలోనూ లోడ్ తట్టుకోగల గరిష్ట కరెంట్ అయి ఉండాలి. వోల్టేజ్ పరిస్థితి మాదిరిగానే, సిస్టమ్ కరెంట్ స్పైక్‌లను సృష్టించినప్పటికీ, ఎంచుకున్న MOSFET ఈ ప్రస్తుత రేటింగ్‌ను తట్టుకోగలదని డిజైనర్ నిర్ధారించుకోవాలి. పరిగణించబడే రెండు ప్రస్తుత పరిస్థితులు నిరంతర మోడ్ మరియు పల్స్ స్పైక్. నిరంతర ప్రసరణ మోడ్‌లో, MOSFET స్థిరమైన స్థితిలో ఉంటుంది, ఇక్కడ పరికరం ద్వారా కరెంట్ నిరంతరం ప్రవహిస్తుంది. పల్స్ స్పైక్ అనేది పరికరం ద్వారా ప్రవహించే పెద్ద ఉప్పెనను (లేదా స్పైక్ కరెంట్) సూచిస్తుంది. ఈ పరిస్థితులలో గరిష్ట కరెంట్ నిర్ణయించబడిన తర్వాత, ఈ గరిష్ట కరెంట్‌ను నిర్వహించగల పరికరాన్ని ఎంచుకోవడం మాత్రమే. రేటెడ్ కరెంట్‌ను ఎంచుకున్న తర్వాత, ప్రసరణ నష్టాన్ని కూడా లెక్కించాలి. వాస్తవ పరిస్థితులలో, MOSFET ఆదర్శవంతమైన పరికరం కాదు ఎందుకంటే ప్రసరణ ప్రక్రియలో విద్యుత్ శక్తి నష్టం జరుగుతుంది, దీనిని ప్రసరణ నష్టం అంటారు. MOSFET "ఆన్" అయినప్పుడు వేరియబుల్ రెసిస్టర్ లాగా ప్రవర్తిస్తుంది, ఇది పరికరం యొక్క RDS(ON) ద్వారా నిర్ణయించబడుతుంది మరియు ఉష్ణోగ్రతతో గణనీయంగా మారుతుంది. పరికరం యొక్క శక్తి నష్టాన్ని Iload2×RDS(ON) ద్వారా లెక్కించవచ్చు. ఉష్ణోగ్రతతో ఆన్-రెసిస్టెన్స్ మారుతుంది కాబట్టి, విద్యుత్ నష్టం కూడా దామాషా ప్రకారం మారుతుంది. MOSFETకి అధిక వోల్టేజ్ VGS వర్తించబడుతుంది, RDS(ON) చిన్నదిగా ఉంటుంది; దీనికి విరుద్ధంగా, RDS(ON) ఎక్కువగా ఉంటుంది. సిస్టమ్ డిజైనర్ కోసం, సిస్టమ్ వోల్టేజ్‌పై ఆధారపడి ట్రేడ్-ఆఫ్‌లు ఇక్కడే వస్తాయి. పోర్టబుల్ డిజైన్‌ల కోసం, తక్కువ వోల్టేజ్‌లను ఉపయోగించడం సులభం (మరియు సర్వసాధారణం), పారిశ్రామిక డిజైన్‌ల కోసం, అధిక వోల్టేజ్‌లను ఉపయోగించవచ్చు. RDS(ON) నిరోధకత కరెంట్‌తో కొద్దిగా పెరుగుతుందని గమనించండి. RDS(ON) రెసిస్టర్ యొక్క వివిధ విద్యుత్ పారామితులలో వ్యత్యాసాలు తయారీదారు అందించిన సాంకేతిక డేటా షీట్‌లో కనుగొనవచ్చు. పరికర లక్షణాలపై సాంకేతికత గణనీయమైన ప్రభావాన్ని చూపుతుంది, ఎందుకంటే గరిష్ట VDSని పెంచేటప్పుడు కొన్ని సాంకేతికతలు RDS(ON)ని పెంచుతాయి. అటువంటి సాంకేతికత కోసం, మీరు VDS మరియు RDS(ON)లను తగ్గించాలనుకుంటే, మీరు చిప్ పరిమాణాన్ని పెంచాలి, తద్వారా సరిపోలే ప్యాకేజీ పరిమాణం మరియు సంబంధిత అభివృద్ధి ఖర్చులు పెరుగుతాయి. పరిశ్రమలో చిప్ పరిమాణం పెరుగుదలను నియంత్రించడానికి ప్రయత్నిస్తున్న అనేక సాంకేతికతలు ఉన్నాయి, వాటిలో ముఖ్యమైనవి ఛానెల్ మరియు ఛార్జ్ బ్యాలెన్సింగ్ టెక్నాలజీలు. ట్రెంచ్ టెక్నాలజీలో, ఆన్-రెసిస్టెన్స్ RDS(ON)ని తగ్గించడానికి సాధారణంగా తక్కువ వోల్టేజీల కోసం ప్రత్యేకించబడిన ఒక లోతైన కందకం పొరలో పొందుపరచబడింది. RDS(ON)పై గరిష్ట VDS ప్రభావాన్ని తగ్గించడానికి, అభివృద్ధి ప్రక్రియలో ఎపిటాక్సియల్ గ్రోత్ కాలమ్/ఎచింగ్ కాలమ్ ప్రక్రియ ఉపయోగించబడింది. ఉదాహరణకు, ఫెయిర్‌చైల్డ్ సెమీకండక్టర్ సూపర్‌ఫెట్ అనే సాంకేతికతను అభివృద్ధి చేసింది, ఇది RDS(ON) తగ్గింపు కోసం అదనపు తయారీ దశలను జోడిస్తుంది. RDS(ON)పై ఈ ఫోకస్ ముఖ్యం ఎందుకంటే ప్రామాణిక MOSFET యొక్క బ్రేక్డౌన్ వోల్టేజ్ పెరిగేకొద్దీ, RDS(ON) విపరీతంగా పెరుగుతుంది మరియు డై సైజులో పెరుగుదలకు దారితీస్తుంది. SuperFET ప్రక్రియ RDS(ON) మరియు పొర పరిమాణం మధ్య ఘాతాంక సంబంధాన్ని సరళ సంబంధంగా మారుస్తుంది. ఈ విధంగా, SuperFET పరికరాలు 600V వరకు బ్రేక్డౌన్ వోల్టేజీలతో కూడా చిన్న డై సైజులలో ఆదర్శవంతమైన తక్కువ RDS(ON)ని సాధించగలవు. ఫలితంగా పొర పరిమాణాన్ని 35% వరకు తగ్గించవచ్చు. తుది వినియోగదారుల కోసం, దీని అర్థం ప్యాకేజీ పరిమాణంలో గణనీయమైన తగ్గింపు.
దశ మూడు: థర్మల్ అవసరాలను నిర్ణయించండి
MOSFETని ఎంచుకోవడంలో తదుపరి దశ సిస్టమ్ యొక్క ఉష్ణ అవసరాలను లెక్కించడం. డిజైనర్లు తప్పనిసరిగా రెండు విభిన్న దృశ్యాలను పరిగణించాలి, చెత్త దృష్టాంతం మరియు వాస్తవ-ప్రపంచ దృశ్యం. చెత్త-కేస్ గణన ఫలితాన్ని ఉపయోగించమని సిఫార్సు చేయబడింది, ఎందుకంటే ఈ ఫలితం పెద్ద భద్రతా మార్జిన్‌ను అందిస్తుంది మరియు సిస్టమ్ విఫలం కాదని నిర్ధారిస్తుంది. MOSFET డేటా షీట్‌లో శ్రద్ధ అవసరమయ్యే కొన్ని కొలత డేటా కూడా ఉన్నాయి; ప్యాక్ చేయబడిన పరికరం మరియు పర్యావరణం యొక్క సెమీకండక్టర్ జంక్షన్ మరియు గరిష్ట జంక్షన్ ఉష్ణోగ్రత మధ్య ఉష్ణ నిరోధకత వంటివి. పరికరం యొక్క జంక్షన్ ఉష్ణోగ్రత గరిష్ట పరిసర ఉష్ణోగ్రతతో పాటు థర్మల్ రెసిస్టెన్స్ మరియు పవర్ డిస్సిపేషన్ (జంక్షన్ ఉష్ణోగ్రత = గరిష్ట పరిసర ఉష్ణోగ్రత + [థర్మల్ రెసిస్టెన్స్ × పవర్ డిస్సిపేషన్]) యొక్క ఉత్పత్తికి సమానంగా ఉంటుంది. ఈ సమీకరణం ప్రకారం, సిస్టమ్ యొక్క గరిష్ట శక్తి వెదజల్లడం పరిష్కరించబడుతుంది, ఇది నిర్వచనం ప్రకారం I2×RDS(ON)కి సమానం. పరికరం గుండా వెళ్ళే గరిష్ట కరెంట్‌ను డిజైనర్ నిర్ణయించినందున, RDS(ON)ని వేర్వేరు ఉష్ణోగ్రతల వద్ద లెక్కించవచ్చు. సాధారణ ఉష్ణ నమూనాలతో వ్యవహరించేటప్పుడు, డిజైనర్లు సెమీకండక్టర్ జంక్షన్ / పరికరం కేసు మరియు కేస్ / పర్యావరణం యొక్క ఉష్ణ సామర్థ్యాన్ని కూడా పరిగణించాలి; ప్రింటెడ్ సర్క్యూట్ బోర్డ్ మరియు ప్యాకేజీ వెంటనే వేడెక్కకుండా ఉండటం దీనికి అవసరం. అవలాంచ్ బ్రేక్డౌన్ అంటే సెమీకండక్టర్ పరికరంలోని రివర్స్ వోల్టేజ్ గరిష్ట విలువను మించిపోయింది మరియు పరికరంలో కరెంట్‌ను పెంచడానికి బలమైన విద్యుత్ క్షేత్రాన్ని ఏర్పరుస్తుంది. ఈ కరెంట్ శక్తిని వెదజల్లుతుంది, పరికరం యొక్క ఉష్ణోగ్రతను పెంచుతుంది మరియు పరికరాన్ని దెబ్బతీస్తుంది. సెమీకండక్టర్ కంపెనీలు పరికరాలపై ఆకస్మిక పరీక్షను నిర్వహిస్తాయి, వాటి హిమపాతం వోల్టేజ్‌ను గణిస్తాయి లేదా పరికరం యొక్క పటిష్టతను పరీక్షిస్తాయి. రేట్ చేయబడిన ఆకస్మిక వోల్టేజీని లెక్కించడానికి రెండు పద్ధతులు ఉన్నాయి; ఒకటి గణాంక పద్ధతి మరియు మరొకటి థర్మల్ లెక్కింపు. థర్మల్ గణన విస్తృతంగా ఉపయోగించబడుతుంది ఎందుకంటే ఇది మరింత ఆచరణాత్మకమైనది. చాలా కంపెనీలు తమ పరికర పరీక్ష వివరాలను అందించాయి. ఉదాహరణకు, ఫెయిర్‌చైల్డ్ సెమీకండక్టర్ "పవర్ MOSFET అవలాంచ్ గైడ్‌లైన్స్" (పవర్ MOSFET అవలాంచె గైడ్‌లైన్స్-ఫెయిర్‌చైల్డ్ వెబ్‌సైట్ నుండి డౌన్‌లోడ్ చేసుకోవచ్చు) అందిస్తుంది. కంప్యూటింగ్‌తో పాటు, సాంకేతికత కూడా ఆకస్మిక ప్రభావంపై పెద్ద ప్రభావాన్ని చూపుతుంది. ఉదాహరణకు, డై పరిమాణంలో పెరుగుదల ఆకస్మిక నిరోధకతను పెంచుతుంది మరియు చివరికి పరికరం పటిష్టతను పెంచుతుంది. తుది వినియోగదారుల కోసం, సిస్టమ్‌లో పెద్ద ప్యాకేజీలను ఉపయోగించడం దీని అర్థం.
దశ 4: స్విచ్ పనితీరును నిర్ణయించండి
MOSFETని ఎంచుకోవడంలో చివరి దశ MOSFET యొక్క స్విచ్చింగ్ పనితీరును నిర్ణయించడం. స్విచింగ్ పనితీరును ప్రభావితం చేసే అనేక పారామితులు ఉన్నాయి, కానీ చాలా ముఖ్యమైనవి గేట్/డ్రెయిన్, గేట్/సోర్స్ మరియు డ్రెయిన్/సోర్స్ కెపాసిటెన్స్. ఈ కెపాసిటర్లు పరికరంలో మారే నష్టాలను సృష్టిస్తాయి ఎందుకంటే అవి మారిన ప్రతిసారీ ఛార్జ్ చేయబడతాయి. అందువల్ల MOSFET యొక్క స్విచ్చింగ్ వేగం తగ్గించబడుతుంది మరియు పరికర సామర్థ్యం కూడా తగ్గుతుంది. మార్పిడి సమయంలో పరికరంలో మొత్తం నష్టాలను లెక్కించడానికి, డిజైనర్ తప్పనిసరిగా టర్న్-ఆన్ (Eon) సమయంలో నష్టాలను మరియు టర్న్-ఆఫ్ (Eoff) సమయంలో నష్టాలను లెక్కించాలి. MOSFET స్విచ్ యొక్క మొత్తం శక్తిని క్రింది సమీకరణం ద్వారా వ్యక్తీకరించవచ్చు: Psw=(Eon+Eoff)× స్విచింగ్ ఫ్రీక్వెన్సీ. గేట్ ఛార్జ్ (Qgd) స్విచ్చింగ్ పనితీరుపై అత్యధిక ప్రభావాన్ని చూపుతుంది. స్విచ్చింగ్ పనితీరు యొక్క ప్రాముఖ్యత ఆధారంగా, ఈ మార్పిడి సమస్యను పరిష్కరించడానికి కొత్త సాంకేతికతలు నిరంతరం అభివృద్ధి చేయబడుతున్నాయి. చిప్ పరిమాణాన్ని పెంచడం వల్ల గేట్ ఛార్జ్ పెరుగుతుంది; ఇది పరికరం పరిమాణాన్ని పెంచుతుంది. స్విచింగ్ నష్టాలను తగ్గించడానికి, గేట్ ఛార్జ్‌ని తగ్గించే లక్ష్యంతో ఛానెల్ మందపాటి దిగువ ఆక్సీకరణ వంటి కొత్త సాంకేతికతలు ఉద్భవించాయి. ఉదాహరణకు, కొత్త సాంకేతికత SuperFET RDS(ON) మరియు గేట్ ఛార్జ్ (Qg)ని తగ్గించడం ద్వారా ప్రసరణ నష్టాలను తగ్గించగలదు మరియు స్విచింగ్ పనితీరును మెరుగుపరుస్తుంది. ఈ విధంగా, MOSFETలు స్విచ్చింగ్ సమయంలో హై-స్పీడ్ వోల్టేజ్ ట్రాన్సియెంట్స్ (dv/dt) మరియు కరెంట్ ట్రాన్సియెంట్స్ (di/dt)ని తట్టుకోగలవు మరియు అధిక స్విచ్చింగ్ ఫ్రీక్వెన్సీల వద్ద కూడా విశ్వసనీయంగా పని చేయగలవు.
పోస్ట్ సమయం: అక్టోబర్-23-2023
