有哪些实力很强的欧美MOSFET?

2021-10-21 16:38 来源:电子说

电子发烧友网报道(文字/李宁远)截至目前,从电源转换器到内存、CPU等电子设备的各类核心元器件,都没有用到MOSFET。作为一种半导体器件,MOSFET不仅可以导通电路,还可以关断电路。

到目前为止,MOSFET主要应用于中小功率场合,如电脑电源、家用电器等。它具有驱动功率低、关断电流能力强、开关速度快、损耗低、无二次击穿等优点。虽然IGBT是目前比较热门的功率器件,但相比其前身MOSFET是更高端的功率器件,但无论是消费电子、家电还是嵌入式系统,MOSFET在广阔的中低压应用中仍然占据着巨大的市场份额。

确定MOSFET是不切实际的。首先需要确定MOSFET的漏极-源极电压VDS,即“漏极-源极击穿电压”,这是当栅极与源极短路,漏极电流为250 A时,MOSFET能够承受而不损坏的最高电压.此外,需要确定导通电阻。导通电阻对于n沟道和p沟道MOSFET都非常重要。此外,额定电流和功耗同样重要。

MOSFET的市场结构与IGBT类似,以欧美系和日系为主。欧美部门的英飞凌和安森美稳居前两位,其次是日本的瑞萨和东芝。杨洁电子、华润微、吉林华为等国内厂商也在中低压领域迅速替代。本期将从欧美主流厂商的标杆产品开始。

英飞凌MOSFET系列

英飞凌是全球领先的功率半导体元件制造商。2015年收购美国国际整流器公司(IR)后,英飞凌将所有IR MOSFET产品纳入产品体系,并加强和扩大产品组合,从而在行业前沿站稳脚跟。高质量的设计、坚固性和低整体系统成本是英飞凌的主要特点之一。

在大电流应用中,通常首选使用n沟道MOSFET晶体管。IRF40SC240是英飞凌D2PAK引脚最新的40 V StrongIRFET功率MOSFET。

在这款最新的40V MOSFET中,它针对高电流和低RDS(开)进行了优化。新的D2PAK引脚封装扩展了可互换引脚选项,并大大提高了设计灵活性。与标准封装相比,新系列的RDS(on)低13%,载流量高50%。IRF40SC240的最大RDS (on)仅为0.65欧姆,典型值为0.5欧姆.封装极限下的最大持续漏电流为360A,较之前系列有较大提升。

IRF40SC240不仅提供了更高的灵活性,还降低了低RDS(开)时的传导损耗。更高的电流能力意味着功率密度的大幅提高。IRF40SC240还针对10 V栅极驱动进行了优化,可在嘈杂环境中防止错误开启。

与N沟道器件相比,P沟道器件的主要优势在于降低了中低功耗应用的设计复杂度。SPB18P06P-G是英飞凌极具创新性的P沟道功率MOSFET,在导通电阻特性和品质因数特性方面表现优异。

SPB18P06P-G的VDS为-60V,最大RDS(开)为0.13ohm,电流为-18.6A.SPB18P06P-G在数值指标上还是做得不错的。此外,该系列增加了增强模式,并提供了器件的雪崩等级。一般来说,雪崩,尤其是反复雪崩,并不是MOSFET厂商在开发新系列时必须考虑的常见问题。英飞凌仍然在这个系列中增加了雪崩等级,以避免用户在雪崩中操作MOSFETs。

安森美MOSFET系列

和英飞凌一样,安利是一个IDM模式,可以独立执行产品制造的全流程,无需代工,有利于成本控制和过程质量控制的提升。

NTBG020N090SC1是安森美拥有的n沟道900V碳化硅MOSFET。这里,SiC MOSFET技术在开关性能和可靠性上优于硅。NTBG020N090SC1系统的优点包括最高的效率、更高的功率密度、更低的电磁干扰和更小的系统尺寸。

900V系列的RDS (on)很低,只有20(vgs=15v)。同时具有超低栅极电荷,QG(tot)低至200 nC。在高电压条件下,有限电容也降至非常低的水平,Coss值达到295 pF。低导通电阻和紧凑的尺寸确保器件的低电容和栅极电荷。因此,效率和功率密度得到保证。

安利P-channel系列的产品在RDS (on)和包装技术方面也很突出。超低RDS(on)保证了系统效率的提升,先进的5x6mm封装技术也可以大大节省空间,同时还具有非常好的导热性。

意法半导体场效应晶体管系列。

ST MOSFET系列提供30多种封装选择,包括采用特殊控制引脚的4引脚TO-247封装,可提高开关效率,采用H2PAK实现高电流性能,采用创新表贴封装的无引脚TO-LL,采用1mm高表贴封装的PowerFLAT系列,以及22mm至88mm的中压、高压和超高压功率MOSFET,均具有出色的散热能力。

以击穿电压在12 v至30 v范围内的低压MOSFET为例。STB155N3LH6是ST低压系列下N沟道30 V比较新的MOSFET产品。

该系列采用第六代STripFET DeepGATE技术,该技术下的MOSFET器件在所有封装中显示出最低的RDS(开)。STB155N3LH6的RDS(开)只有3。与行业前两款低压产品相比,st的技术水平在导通电阻方面相当不错,但峰值电流能力略显不足。当然,这个评价只是和英飞凌的比较。

凌和安森美,在行业中这样的载流水平依然是行业前列。

ST的面向高压功率的MDmesh制程与面向低压功率的STripFET制程,确保ST旗下MOSFET产品在功率处理能力处在行业顶尖水平。多种封装技术也给旗下功率器件产品提供了更高的灵活度。

小结

欧美系MOSFET厂商拥有先进的技术和生产制造工艺,品质管理也领先其他国家和地区,是中高端MOSFET的主要提供方,长期占据全球大部分市场份额。下一期将发掘日系流派的MOSFET厂商技术特点,看有何差异。

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