因應高電流的挑戰 MOSFET設計新突破

最新的MOSFET技術適用於新型汽車動力系統，能夠承受更高的電流負載，同時保持單位面積的低RDS(on) 和低熱阻值。

汽車電子領域新出現的動力系統如線性電動助力轉向系統以及整合型啟動器交流發動機等揭示了傳統MOSFET（金屬氧化物半導體場效應電晶體）在電流負載方面的局限性--設計師們被要求將電流較低的元件進行並聯，或者必須採用價格昂貴的模組式"晶片和線"的解決方案。

目前最新的MOSFET技術已突破了這些限制，在其作用下，電子元件的導通電阻 RDS(on)降幅之大以至包電阻成為了RDS(on)中最重要的組成部分，另外，高電流的應用（例如EPS和 ISA）意味著在一個較小的封裝裏面存在極高的功率密度。由di/dt以及電感產生的反復瞬間高壓在這樣的系統中也極為常見，這些情況使元件進入了一種反覆出現的極限狀態。這意味著MOSFET必須變得更為"結實"，以便充分滿足動力系統的要求，並且滿足質量標準方面的高要求，例如Q101。

國際整流器公司（IR）採用具有先進拓撲功能（採用平面的溝渠式技術）的MOSFET有著極高的適應性，適合如今動力應用方面的高要求，但動力系統設計師必須特別注意元件的單脈衝和反復極限能量的大小，以免超過最大額定接合溫度。圖中比較了單脈衝極限能量以及無數技術中所應用的RDS(on)，顯示了最新的溝渠式技術是如何相當於之前的 Eas中的平面技術的性能的，它同時也提供了更低的RDS(on)。

IR運用最新的動力溝渠技術(Gen 10.2)為高負荷和高電流動力應用創造了三種符合Q101標準的新元件：IRF3805S-7P 和IRF1405ZS-7P的額定電壓為55V，連續電流額定分別為160A 和 120A；IRF2804S-7P的額定連續電流為40V和160A，特別針對EPS的應用。55V伏的元件增加了特定電路的安全度及負載拓撲，更高的電壓峰值可以應對電池線上的負載突降暫態現象，或者由帶有較強感應性質負載引起的暫態現象，因此，這個產品家族非常適合用在諸如EPS和 14V ISAs的系統以及先進的交流馬達和直流電池控制系統中。

這些新元件中的單脈衝和承受反復極限的能力非常出色，其最大反覆極限能量(Ear) 的特點表現在資料表上，並能保證最大的接合溫度為175度C。

這些新元件的功能增進了標準 D²Pak包。目前低RDS(on) 的矽已經很常見了，其橫截面的變化可以將標準三引線D²Pak的額定電流限制在 75~100A，具體可根據供應商要求的規格而定。

IR的新D²Pak封裝通過將一個增加了 D²Pak覆蓋區的標準引線數量增加到七條，從而提高了電流的負載能力。電流由五條並聯的引線傳輸，而不是一條，這就減少了板層面的引線溫度，又增強了焊接接頭的可靠性，並將一個標準三引線封裝的電流處理能力增加了一倍。這個大的引線框T型杆使引線接合區域最大化，使沖模自由封裝電阻RDS(on)，進一步減小到了1.6微歐姆。IRF3805S-7P和 IRF1405S-7P可以分別達到 2.6微歐姆和 4.9微歐姆的最大RDS(on)，但前提是在同樣的條件下。

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