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不再雾里看花 全面认识MOSFET

2010-06-03宏安《微型计算机》2010年4月下

从封装认识MOSFET

相比传统的线性电路中的二极管、三极管等元器件,MOSFET是一种多路导电的单极型电压控制器件,具有开关速度快、高频特性好、热稳定性优良、驱动电路简单、驱动功率小、安全工作区宽、无二次击穿问题等显著优点,能为现代电子设备提供稳定的电压。


SOT封装,可以看做是被小型化了的D-PAK

早期常见的MOSFET多采用D-PAK封装,它是一种简单的的表面贴片封装。共有三个脚,分别为栅极(G)、漏极(D)、源极(S),通过PWM芯片在G、S间加控制信号便可改变D、S间的导通和截止状态。而为了更好散热,一般都将漏极(D)的引脚剪断不用,而用底部连通的漏极散热片做漏极(D),这样可以将该元件直接焊接在PCB线路板上,利用PCB板扩大散热范围。与其类似的有SOT(Small Out-Line Transistor)封装的小功率MOSFET,其也是一种贴片型封装,但体积比D-PAK封装更小。


8脚贴片式是SOP-8封装的基本特征

此外,SOP及TSOP也常见于MOSFET封装。SOP(Small Out-Line,小外形封装,也被称为SO)是一种很常见的封装形式,SOP封装的应用范围很广,逐渐派生出SOJ(J型引脚小外形封装)、TSOP(薄小外形封装)、VSOP(甚小外形封装)、SSOP(缩小型SOP)、TSSOP(薄的缩小型SOP)。其常见的有SOP-8、SOP-16等不同针脚的封装形式(后面的数字为针脚数)。而在常用的SOP-8的基础上,众多的厂商又推出了自家的相关兼容新封装技术。例如,Philps的LFPAK和QLPAK封装,意法半导体的Power SO-8封装,安森美的WDFN8封装,威世的Power-PAK和Polar-PAK封装,瑞萨的WPAK、LFPAK封装等。


一款GT250显卡采用了6+2相供电,其使用的MOSFET采用了SOP-8封装。

近几年,又出现了QFN(Quad Flat Non-leaded package,方形扁平无引脚封装)形式的MOSFET,QFN是一种无引脚封装,呈正方形或矩形,封装底部中央位置有一个大面积裸露的焊盘,具有导热的作用,在大焊盘的封装外围有实现电气连接的导电焊盘。

由于QFN封装不像传统的SO与TSOP封装那样具有鸥翼状引线,内部引脚与焊盘之间的导电路径短,自感系数以及封装体内布线电阻很低,所以,它能提供卓越的电气性能。通常,将散热焊盘直接焊接在PCB电路板上,并且PCB中的散热孔有助于将多余的功耗扩散到铜接地板中,从而吸收多余的热量。所以其正逐步被新一代高集成度的MOSFET做为主要封装形式。


QFN封装的MOS管通过外露的引线框架焊盘提供了出色的散热性能,
该焊盘具有直接散热的通道,用于释放封装内的热量。

而在MOSFET自身技术的改进方面,如何通过改进内部互连技术,降低阻抗提高效能成为关键。并且,如何更好的为MOSFET散热也成为近几年发展的一个动向。早期采用增加漏极散热板与PCB线路板接触面积的方式来加强散热,而在这之后出现了将漏极(D)的散热板朝上,在上面加装散热片进行散热的封装形式,如瑞萨的LFPAK-i封装、IR的Direct FET封装。并且还出现了双面都可以散热的设计,如威世的Polar-PAK封装。这让新一代板卡的MOSFET管上因此都有一列散热片覆盖。

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