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超级枢纽MOSFET UP功率效率,切割MOSFET兄弟姐妹的尺寸

12月9日,2020年经过阿德里安·吉布尔斯

从电视屏幕中的EV充电站到OLED,超级连接MOSFET可以是有用的设计选项,当功率效率至关重要。

在汽车,工业和消费行业中运营的硬件设计师不断按下以设计更多的高功率系统。为这种系统普及的一个设备是超级交界处(SJ)MOSFET

与平面MOSFET相比,SJ MOSFET的电压切换能力意味着更高的功率效率和较小的封装尺寸。但是这些设备究竟如何工作?

MOSFET与超级连接MOSFET

传统的平面功率MOSFET结构受到升高的影响DS(开)抵抗性根据Vishay应用笔记,具有更高额定电压切换导致导通损耗更高。

R.DS(开)由三个电阻率元件组成:通道,外延层和基底层。增加rDS(开)主要在MOSFET和基板的主体之间的外延层中。

平面MOSFET的电阻率模型作为增加击穿电压的函数

平面MOSFET的电阻率模型作为增加击穿电压的函数。使用的图像礼貌vishay.

根据Vishay的说法,对于额定电压的每倍,所需的区域需要维持前一个rDS(开)增加五倍。

平面功率MOSFET(左)的结构和超级接合MOSFET(右)

平面功率MOSFET(左)的结构和超级结MOSFET(右)。使用礼貌的图像富士电气

与普通的MOSFET相比,SJ MOSFET的结构能够成功阻止具有较低r的更高电压DS(开)通过平衡掺杂的地区。这导致击穿 - 电压额定值和导电率之间的线性关系。

设计人员还必须考虑由栅极电容引起的开关损耗。方便地,SJ MOSFET的小面积(与具有更高额定电压的平面MOSFET相比)意味着栅极电容也得到改善。

两个设备架构之间的比较

两个设备架构,平面和SJ MOSFET之间的比较,数据指示电阻率,电容充电和电力容量的值。表使用的礼貌vishay.

封装尺寸较小的一个缺点是它们减少了总功率处理能力。

最近的超级连接MOSFET在行动中

作为一个实际的超级接合MOSFET的示例,Magnachip最近宣布了两种新的SJ MOSFET,用于需要在700 V和800 V处切换的应用程序

根据Magnachip,该系列的高压开关MOSFET是针对多种应用的,包括OLED显示器的电视制造(700 V)。此外,800 V芯片组具有快速电台和室内LED照明的应用。

有机LED电视系统的框图

有机LED电视系统的框图,LED驱动器在24 V或> 100 V的24 V或> 100 V.使用礼貌Magnachip.

Magnachip要求栅极电荷的降低30%,从而通过降低切换损耗来提高功率效率。该设备包含栅极和源之间的嵌入式齐纳二极管,以改善对ESD事件的包保护。

“700 V和800 V SJ MOSFET有很高的需求,我们很高兴推出八种新产品,”Magnachip首席执行官Yj Kim表示。“这些新产品系列将使我们拓宽消费者和工业市场段的应用覆盖范围。我们享受客户响应,并利用我们的高质量产品线和技术领导能力将我们的SJ MOSFET产品组合扩展到其他领域。“

SJ MOSFET的应用程序

SJ MOSFET已发现它们进入许多电力应用,从电动车辆充电站到OLED电视屏幕。

例如,Magnachip发布的新型80 V系列SJ MOSFET的本申请之一是EV充电器。

这些设备的功率效率至关重要,特别是由于EV驱动列车的电压升高了一年。在过去,许多EV架构都使用了400 V充电系统。在400 V处切换意味着电缆基础设施的物理尺寸的增加或系统的功率处理能力的降低。

平面和SJ MOSFET在阻塞电压和导通电阻方面的比较

平面和SJ MOSFET在阻塞电压和导通电阻方面的比较。使用的图像礼貌vishay.

去年,ARS Technica报道了保时捷Taycan是一个在800 V电动驱动火车上运行的新型EV。保时捷800 V系统最多可绘制270千瓦。

除了快速充电之外,LED的工业照明中的应用很普遍。去年,EE权力报告了从STMicroelectronics释放800 V LED驱动器(HVLED001B电流模式控制器)雷竞技最新app

Magnachip 700 V系列将进入新制造的OLED电视屏幕作为显示器的LED驱动技术的核心。


您是否拥有SJ MOSFET的实践经验?他们如何与传统MOSFET的经验相比?让我们在下面的评论中了解。