《DirectFET技术彻底革新大电流DCDC变换器的设计》.pdf

DirectFET _____________________________________________________________________ 技术文章 DirectFET 技术彻底革新大电流 DC-DC 变换器的设计 作者：Ralph Monteiro 现代电子设备在很大程度上依靠 DC-DC 变换器为其提供电源。在很多计算 机，网络和电信应用中，对电流的要求已经超过了 100A。要达到这样的输出能 力，需要多只 MOSFET 并联的多相式变换器才能实现，这样就带来了严重的布板 拥挤以及功耗等问题。 使情况变糟的就是持续减小尺寸的趋势。设计者发现越来越难以应付同时 来自两个方面的要求：减小电路板面积和改善散热。在改进目前器件的热特性 的过程中，标准的 SO8 封装成为一个很大的障碍它们很难加装散热器， 只能单面散热，所以大部分热不得不通过 PCB 板散掉。 然而，国际整流器公司的一项新的技术，即 DirectFET，证明在载流能力 和运行效率方面比标准的 SO8 封装显著提高。DirectFET 是一项主要为板级功 率应用而设计的表贴封装技术。它消除了器件封装中我们不期望的，高电感和 阻抗，引起器件热特性和电特性方面问题的一些因素。由于可以双面散热，使 用 DirectFET 器件可以使大电流 DC-DC 变换器的电流密度增加一倍而系统成本 显著降低。 图 1 显示 DirectFET 封装用于 MOSFET 芯片。硅片被装入铜外壳，封装的底 部是经特殊设计的芯片，源极和漏极是可以直接焊到 PCB 板的表贴焊盘。硅片 上适当的钝化使源极和漏极绝缘，在器件被焊到 PCB 板上时它也起到阻焊膜的 作用，防止短路。此钝化层也保护了管脚防止门极区域污染及潮气。铜壳从芯 片的另一侧引出漏极到线路板侧。此封装省掉了传统的管脚框架和引线键合， 而这正是封装阻抗的主要根源。同时它还省掉了使大多数 SMT 封装的热性能受 到制约的塑料封装。 passivated die copper drain die attach material clip gate source connection copper track connection on board 图 1. DirectFET MOSFET 焊接到 PCB 板上的刨面图 p.1 DirectFET _____________________________________________________________________ 传统的 MOSFET 使用引线键合来实现硅片和管脚框架之间的电连接，而 DirectFET，将接触面的数目和传导路径的长度减到最小从而减小了传导损耗。 图 3 显示在目前使用的 SMT 器件中 DirectFET 封装提供了最优良的封装阻抗 (DFPR)。 SO-8 (1.75mm)