പവർ അർദ്ധചാലക ഉപകരണങ്ങൾ വ്യവസായം, ഉപഭോഗം, സൈനികം, മറ്റ് മേഖലകൾ എന്നിവയിൽ വ്യാപകമായി ഉപയോഗിക്കപ്പെടുന്നു, കൂടാതെ ഉയർന്ന തന്ത്രപരമായ സ്ഥാനവുമുണ്ട്. ഒരു ചിത്രത്തിൽ നിന്ന് പവർ ഉപകരണങ്ങളുടെ മൊത്തത്തിലുള്ള ചിത്രം നോക്കാം:
സർക്യൂട്ട് സിഗ്നലുകളുടെ നിയന്ത്രണത്തിൻ്റെ അളവ് അനുസരിച്ച് പവർ അർദ്ധചാലക ഉപകരണങ്ങളെ പൂർണ്ണ തരം, അർദ്ധ നിയന്ത്രിത തരം, നോൺ-കൺട്രോളബിൾ തരം എന്നിങ്ങനെ വിഭജിക്കാം. അല്ലെങ്കിൽ ഡ്രൈവിംഗ് സർക്യൂട്ടിൻ്റെ സിഗ്നൽ പ്രോപ്പർട്ടികൾ അനുസരിച്ച്, അതിനെ വോൾട്ടേജ്-ഡ്രൈവ് തരം, കറൻ്റ്-ഡ്രൈവ് തരം മുതലായവയായി തിരിക്കാം.
| വർഗ്ഗീകരണം | തരം | പ്രത്യേക പവർ അർദ്ധചാലക ഉപകരണങ്ങൾ |
| വൈദ്യുത സിഗ്നലുകളുടെ നിയന്ത്രണക്ഷമത | അർദ്ധ നിയന്ത്രിത തരം | SCR |
| പൂർണ്ണ നിയന്ത്രണം | GTO, GTR, MOSFET, IGBT | |
| അനിയന്ത്രിതമായ | പവർ ഡയോഡ് | |
| ഡ്രൈവിംഗ് സിഗ്നൽ സവിശേഷതകൾ | വോൾട്ടേജ് പ്രവർത്തിപ്പിക്കുന്ന തരം | IGBT, MOSFET, SITH |
| നിലവിലെ ഡ്രൈവ് തരം | SCR, GTO, GTR | |
| ഫലപ്രദമായ സിഗ്നൽ തരംഗരൂപം | പൾസ് ട്രിഗർ തരം | SCR, GTO |
| ഇലക്ട്രോണിക് നിയന്ത്രണ തരം | GTR, MOSFET, IGBT | |
| കറൻ്റ്-വഹിക്കുന്ന ഇലക്ട്രോണുകൾ പങ്കെടുക്കുന്ന സാഹചര്യങ്ങൾ | ബൈപോളാർ ഉപകരണം | പവർ ഡയോഡ്, എസ്സിആർ, ജിടിഒ, ജിടിആർ, ബിഎസ്ഐടി, ബിജെടി |
| യൂണിപോളാർ ഉപകരണം | മോസ്ഫെറ്റ്, ഇരിക്കുക | |
| സംയോജിത ഉപകരണം | MCT, IGBT, SITH, IGCT |
വ്യത്യസ്ത പവർ അർദ്ധചാലക ഉപകരണങ്ങൾക്ക് വോൾട്ടേജ്, കറൻ്റ് കപ്പാസിറ്റി, ഇംപെഡൻസ് ശേഷി, വലുപ്പം എന്നിങ്ങനെ വ്യത്യസ്ത സ്വഭാവങ്ങളുണ്ട്. യഥാർത്ഥ ഉപയോഗത്തിൽ, വ്യത്യസ്ത ഫീൽഡുകളും ആവശ്യങ്ങളും അനുസരിച്ച് ഉചിതമായ ഉപകരണങ്ങൾ തിരഞ്ഞെടുക്കേണ്ടതുണ്ട്.
അർദ്ധചാലക വ്യവസായം അതിൻ്റെ ജനനം മുതൽ മൂന്ന് തലമുറ ഭൗതിക മാറ്റങ്ങളിലൂടെ കടന്നുപോയി. ഇതുവരെ, Si പ്രതിനിധീകരിക്കുന്ന ആദ്യത്തെ അർദ്ധചാലക മെറ്റീരിയൽ പവർ അർദ്ധചാലക ഉപകരണങ്ങളുടെ മേഖലയിൽ ഇപ്പോഴും പ്രധാനമായും ഉപയോഗിക്കുന്നു.
| അർദ്ധചാലക മെറ്റീരിയൽ | ബാൻഡ്‌ഗാപ്പ് (ഇവി) | ദ്രവണാങ്കം(കെ) | പ്രധാന ആപ്ലിക്കേഷൻ | |
| ഒന്നാം തലമുറ അർദ്ധചാലക വസ്തുക്കൾ | Ge | 1.1 | 1221 | കുറഞ്ഞ വോൾട്ടേജ്, കുറഞ്ഞ ഫ്രീക്വൻസി, മീഡിയം പവർ ട്രാൻസിസ്റ്ററുകൾ, ഫോട്ടോഡിറ്റക്ടറുകൾ |
| രണ്ടാം തലമുറ അർദ്ധചാലക വസ്തുക്കൾ | Si | 0.7 | 1687 | |
| മൂന്നാം തലമുറ അർദ്ധചാലക വസ്തുക്കൾ | GaAs | 1.4 | 1511 | മൈക്രോവേവ്, മില്ലിമീറ്റർ തരംഗ ഉപകരണങ്ങൾ, പ്രകാശം പുറപ്പെടുവിക്കുന്ന ഉപകരണങ്ങൾ |
| SiC | 3.05 | 2826 | 1. ഉയർന്ന താപനില, ഉയർന്ന ഫ്രീക്വൻസി, റേഡിയേഷൻ പ്രതിരോധശേഷിയുള്ള ഉയർന്ന പവർ ഉപകരണങ്ങൾ 2. നീല, ഗ്രേഡ്, വയലറ്റ് ലൈറ്റ്-എമിറ്റിംഗ് ഡയോഡുകൾ, അർദ്ധചാലക ലേസർ | |
| GaN | 3.4 | 1973 | ||
| AIN | 6.2 | 2470 | ||
| C | 5.5 | 3800 | ||
| ZnO | 3.37 | 2248 | ||
അർദ്ധ നിയന്ത്രിതവും പൂർണ്ണമായും നിയന്ത്രിതവുമായ പവർ ഉപകരണങ്ങളുടെ സവിശേഷതകൾ സംഗ്രഹിക്കുക:
| ഉപകരണ തരം | SCR | ജി.ടി.ആർ | മോസ്ഫെറ്റ് | IGBT |
| നിയന്ത്രണ തരം | പൾസ് ട്രിഗർ | നിലവിലെ നിയന്ത്രണം | വോൾട്ടേജ് നിയന്ത്രണം | ഫിലിം സെൻ്റർ |
| സ്വയം-ഷട്ട്ഓഫ് ലൈൻ | കമ്മ്യൂട്ടേഷൻ ഷട്ട്ഡൗൺ | സ്വയം ഷട്ട്ഡൗൺ ഉപകരണം | സ്വയം ഷട്ട്ഡൗൺ ഉപകരണം | സ്വയം ഷട്ട്ഡൗൺ ഉപകരണം |
| ജോലി ആവൃത്തി | 1kz | 30kz | 20khz-Mhz | 40kz |
| ഡ്രൈവിംഗ് പവർ | ചെറിയ | വലിയ | ചെറിയ | ചെറിയ |
| നഷ്ടങ്ങൾ മാറ്റുന്നു | വലിയ | വലിയ | വലിയ | വലിയ |
| ചാലക നഷ്ടം | ചെറിയ | ചെറിയ | വലിയ | ചെറിയ |
| വോൾട്ടേജും നിലവിലെ നിലയും | 最大 | വലിയ | ഏറ്റവും കുറഞ്ഞത് | കൂടുതൽ |
| സാധാരണ ആപ്ലിക്കേഷനുകൾ | ഇടത്തരം ആവൃത്തി ഇൻഡക്ഷൻ ചൂടാക്കൽ | യുപിഎസ് ഫ്രീക്വൻസി കൺവെർട്ടർ | വൈദ്യുതി വിതരണം മാറ്റുന്നു | യുപിഎസ് ഫ്രീക്വൻസി കൺവെർട്ടർ |
| വില | ഏറ്റവും താഴ്ന്നത് | താഴ്ന്നത് | മധ്യത്തിൽ | ഏറ്റവും ചെലവേറിയത് |
| ചാലക മോഡുലേഷൻ പ്രഭാവം | ഉണ്ട് | ഉണ്ട് | ഒന്നുമില്ല | ഉണ്ട് |
MOSFET-കളെ അറിയുക
MOSFET ന് ഉയർന്ന ഇൻപുട്ട് ഇംപെഡൻസ്, കുറഞ്ഞ ശബ്ദം, നല്ല താപ സ്ഥിരത എന്നിവയുണ്ട്; ഇതിന് ലളിതമായ നിർമ്മാണ പ്രക്രിയയും ശക്തമായ വികിരണവുമുണ്ട്, അതിനാൽ ഇത് സാധാരണയായി ആംപ്ലിഫയർ സർക്യൂട്ടുകളിലോ സ്വിച്ചിംഗ് സർക്യൂട്ടുകളിലോ ഉപയോഗിക്കുന്നു;
(1) പ്രധാന തിരഞ്ഞെടുക്കൽ പാരാമീറ്ററുകൾ: ഡ്രെയിൻ-സോഴ്സ് വോൾട്ടേജ് VDS (വോൾട്ടേജ് പ്രതിരോധം), ഐഡി തുടർച്ചയായ ലീക്കേജ് കറൻ്റ്, RDS(ഓൺ) ഓൺ-റെസിസ്റ്റൻസ്, Ciss ഇൻപുട്ട് കപ്പാസിറ്റൻസ് (ജംഗ്ഷൻ കപ്പാസിറ്റൻസ്), ഗുണനിലവാര ഘടകം FOM=Ron*Qg, മുതലായവ.
(2) വ്യത്യസ്ത പ്രക്രിയകൾ അനുസരിച്ച്, ഇത് TrenchMOS ആയി തിരിച്ചിരിക്കുന്നു: ട്രെഞ്ച് MOSFET, പ്രധാനമായും 100V ഉള്ളിൽ കുറഞ്ഞ വോൾട്ടേജ് ഫീൽഡിൽ; SGT (സ്പ്ലിറ്റ് ഗേറ്റ്) MOSFET: സ്പ്ലിറ്റ് ഗേറ്റ് MOSFET, പ്രധാനമായും മീഡിയം, ലോ വോൾട്ടേജ് ഫീൽഡിൽ 200V ഉള്ളിൽ; SJ MOSFET: സൂപ്പർ ജംഗ്ഷൻ MOSFET, പ്രധാനമായും ഹൈ വോൾട്ടേജ് ഫീൽഡ് 600-800V;
ഓപ്പൺ-ഡ്രെയിൻ സർക്യൂട്ട് പോലെയുള്ള സ്വിച്ചിംഗ് പവർ സപ്ലൈയിൽ, ഡ്രെയിൻ ലോഡുമായി ബന്ധിപ്പിച്ചിരിക്കുന്നു, ഇതിനെ ഓപ്പൺ-ഡ്രെയിൻ എന്ന് വിളിക്കുന്നു. ഒരു ഓപ്പൺ-ഡ്രെയിൻ സർക്യൂട്ടിൽ, ലോഡ് എത്ര ഉയർന്ന വോൾട്ടേജിൽ ബന്ധിപ്പിച്ചിട്ടുണ്ടെങ്കിലും, ലോഡ് കറൻ്റ് ഓണാക്കാനും ഓഫാക്കാനും കഴിയും. ഇത് ഒരു അനുയോജ്യമായ അനലോഗ് സ്വിച്ചിംഗ് ഉപകരണമാണ്. ഒരു സ്വിച്ചിംഗ് ഉപകരണമെന്ന നിലയിൽ MOSFET ൻ്റെ തത്വം ഇതാണ്.
വിപണി വിഹിതത്തിൻ്റെ കാര്യത്തിൽ, MOSFET-കൾ മിക്കവാറും എല്ലാ പ്രധാന അന്താരാഷ്ട്ര നിർമ്മാതാക്കളുടെ കൈകളിലാണ് കേന്ദ്രീകരിച്ചിരിക്കുന്നത്. അവരിൽ, ഇൻഫിനിയോൺ 2015-ൽ IR (അമേരിക്കൻ ഇൻ്റർനാഷണൽ റെക്റ്റിഫയർ കമ്പനി) ഏറ്റെടുത്ത് വ്യവസായ പ്രമുഖനായി. ON അർദ്ധചാലകവും 2016 സെപ്റ്റംബറിൽ ഫെയർചൈൽഡ് അർദ്ധചാലകത്തിൻ്റെ ഏറ്റെടുക്കൽ പൂർത്തിയാക്കി. , മാർക്കറ്റ് ഷെയർ രണ്ടാം സ്ഥാനത്തേക്ക് കുതിച്ചു, തുടർന്ന് റെനെസാസ്, തോഷിബ, IWC, ST, Vishay, Anshi, Magna മുതലായവയായിരുന്നു വിൽപ്പന റാങ്കിംഗ്.
മുഖ്യധാരാ MOSFET ബ്രാൻഡുകൾ പല ശ്രേണികളായി തിരിച്ചിരിക്കുന്നു: അമേരിക്കൻ, ജാപ്പനീസ്, കൊറിയൻ.
അമേരിക്കൻ സീരീസ്: ഇൻഫിനിയോൺ, ഐആർ, ഫെയർചൈൽഡ്, ഓൺ അർദ്ധചാലകം, എസ്ടി, ടിഐ, പിഐ, എഒഎസ് മുതലായവ;
ജാപ്പനീസ്: തോഷിബ, റെനെസാസ്, ROHM മുതലായവ;
കൊറിയൻ സീരീസ്: മാഗ്ന, കെഇസി, എയുകെ, മൊറിന ഹിരോഷി, ഷിനാൻ, കെഐഎ
MOSFET പാക്കേജ് വിഭാഗങ്ങൾ
പിസിബി ബോർഡിൽ ഇൻസ്റ്റാൾ ചെയ്ത രീതി അനുസരിച്ച്, രണ്ട് പ്രധാന തരം MOSFET പാക്കേജുകൾ ഉണ്ട്: പ്ലഗ്-ഇൻ (ദ്വാരത്തിലൂടെ), ഉപരിതല മൗണ്ട് (ഉപരിതല മൗണ്ട്). ;
പ്ലഗ്-ഇൻ തരം അർത്ഥമാക്കുന്നത് MOSFET ൻ്റെ പിൻസ് PCB ബോർഡിൻ്റെ മൗണ്ടിംഗ് ദ്വാരങ്ങളിലൂടെ കടന്നുപോകുകയും PCB ബോർഡിലേക്ക് വെൽഡ് ചെയ്യുകയും ചെയ്യുന്നു എന്നാണ്. പൊതുവായ പ്ലഗ്-ഇൻ പാക്കേജുകളിൽ ഇവ ഉൾപ്പെടുന്നു: ഡ്യുവൽ ഇൻ-ലൈൻ പാക്കേജ് (ഡിഐപി), ട്രാൻസിസ്റ്റർ ഔട്ട്ലൈൻ പാക്കേജ് (TO), പിൻ ഗ്രിഡ് അറേ പാക്കേജ് (PGA).
പ്ലഗ്-ഇൻ പാക്കേജിംഗ്
പിസിബി ബോർഡിൻ്റെ ഉപരിതലത്തിലുള്ള പാഡുകളിലേക്ക് MOSFET പിന്നുകളും ഹീറ്റ് ഡിസ്‌സിപ്പേഷൻ ഫ്ലേഞ്ചും വെൽഡ് ചെയ്യുന്ന സ്ഥലമാണ് ഉപരിതല മൗണ്ടിംഗ്. സാധാരണ ഉപരിതല മൌണ്ട് പാക്കേജുകളിൽ ഉൾപ്പെടുന്നു: ട്രാൻസിസ്റ്റർ ഔട്ട്ലൈൻ (D-PAK), ചെറിയ ഔട്ട്ലൈൻ ട്രാൻസിസ്റ്റർ (SOT), ചെറിയ ഔട്ട്ലൈൻ പാക്കേജ് (SOP), ക്വാഡ് ഫ്ലാറ്റ് പാക്കേജ് (QFP), പ്ലാസ്റ്റിക് ലെഡ് ചിപ്പ് കാരിയർ (PLCC) മുതലായവ.
ഉപരിതല മൌണ്ട് പാക്കേജ്
സാങ്കേതികവിദ്യയുടെ വികാസത്തോടെ, മദർബോർഡുകളും ഗ്രാഫിക്സ് കാർഡുകളും പോലുള്ള പിസിബി ബോർഡുകൾ നിലവിൽ കുറച്ച് ഡയറക്ട് പ്ലഗ്-ഇൻ പാക്കേജിംഗ് ഉപയോഗിക്കുന്നു, കൂടാതെ കൂടുതൽ ഉപരിതല മൗണ്ട് പാക്കേജിംഗ് ഉപയോഗിക്കുന്നു.
1. ഡ്യുവൽ ഇൻ-ലൈൻ പാക്കേജ് (ഡിഐപി)
ഡിഐപി പാക്കേജിന് രണ്ട് നിര പിന്നുകൾ ഉണ്ട്, ഡിഐപി ഘടനയുള്ള ഒരു ചിപ്പ് സോക്കറ്റിൽ അവ ചേർക്കേണ്ടതുണ്ട്. ഷ്രിങ്ക് ഡബിൾ-ഇൻ-ലൈൻ പാക്കേജായ എസ്ഡിഐപി (ഷ്രിങ്ക് ഡിഐപി) ആണ് ഇതിൻ്റെ ഡെറിവേഷൻ രീതി. പിൻ സാന്ദ്രത ഡിഐപിയേക്കാൾ 6 മടങ്ങ് കൂടുതലാണ്.
ഡിഐപി പാക്കേജിംഗ് ഘടനാ രൂപങ്ങളിൽ ഇവ ഉൾപ്പെടുന്നു: മൾട്ടി-ലെയർ സെറാമിക് ഡ്യുവൽ-ഇൻ-ലൈൻ ഡിഐപി, സിംഗിൾ-ലെയർ സെറാമിക് ഡ്യുവൽ-ഇൻ-ലൈൻ ഡിഐപി, ലീഡ് ഫ്രെയിം ഡിഐപി (ഗ്ലാസ്-സെറാമിക് സീലിംഗ് തരം ഉൾപ്പെടെ, പ്ലാസ്റ്റിക് എൻക്യാപ്സുലേഷൻ ഘടന തരം, സെറാമിക് ലോ-മെൽറ്റിംഗ് ഗ്ലാസ് എൻക്യാപ്സുലേഷൻ തരം) മുതലായവ. ഡിഐപി പാക്കേജിംഗിൻ്റെ സവിശേഷത, പിസിബി ബോർഡുകളുടെ ത്രൂ-ഹോൾ വെൽഡിംഗ് എളുപ്പത്തിൽ തിരിച്ചറിയാൻ കഴിയും, മദർബോർഡുമായി നല്ല അനുയോജ്യതയുണ്ട്.
എന്നിരുന്നാലും, അതിൻ്റെ പാക്കേജിംഗ് ഏരിയയും കനവും താരതമ്യേന വലുതായതിനാൽ, പ്ലഗ്ഗിംഗ്, അൺപ്ലഗ്ഗിംഗ് പ്രക്രിയയിൽ പിന്നുകൾക്ക് എളുപ്പത്തിൽ കേടുപാടുകൾ സംഭവിക്കുന്നു, വിശ്വാസ്യത മോശമാണ്. അതേ സമയം, പ്രക്രിയയുടെ സ്വാധീനം കാരണം, പിന്നുകളുടെ എണ്ണം സാധാരണയായി 100 കവിയുന്നില്ല. അതിനാൽ, ഇലക്ട്രോണിക് വ്യവസായത്തിൻ്റെ ഉയർന്ന സംയോജന പ്രക്രിയയിൽ, ഡിഐപി പാക്കേജിംഗ് ചരിത്രത്തിൻ്റെ ഘട്ടത്തിൽ നിന്ന് ക്രമേണ പിൻവാങ്ങി.
2. ട്രാൻസിസ്റ്റർ ഔട്ട്ലൈൻ പാക്കേജ് (TO)
TO-3P, TO-247, TO-92, TO-92L, TO-220, TO-220F, TO-251, തുടങ്ങിയ ആദ്യകാല പാക്കേജിംഗ് സ്പെസിഫിക്കേഷനുകൾ എല്ലാം പ്ലഗ്-ഇൻ പാക്കേജിംഗ് ഡിസൈനുകളാണ്.
TO-3P/247: ഇടത്തരം-ഉയർന്ന വോൾട്ടേജിനും ഉയർന്ന-നിലവിലെ MOSFET-കൾക്കുമായി സാധാരണയായി ഉപയോഗിക്കുന്ന ഒരു പാക്കേജിംഗ് രൂപമാണിത്. ഉയർന്ന വോൾട്ടേജും ശക്തമായ തകർച്ച പ്രതിരോധവും ഉൽപ്പന്നത്തിന് ഉണ്ട്. ,
TO-220/220F: TO-220F പൂർണ്ണമായും പ്ലാസ്റ്റിക് പാക്കേജാണ്, റേഡിയേറ്ററിൽ ഇൻസ്റ്റാൾ ചെയ്യുമ്പോൾ ഒരു ഇൻസുലേറ്റിംഗ് പാഡ് ചേർക്കേണ്ട ആവശ്യമില്ല; TO-220 ന് മിഡിൽ പിന്നിലേക്ക് ബന്ധിപ്പിച്ചിരിക്കുന്ന ഒരു മെറ്റൽ ഷീറ്റ് ഉണ്ട്, റേഡിയേറ്റർ ഇൻസ്റ്റാൾ ചെയ്യുമ്പോൾ ഒരു ഇൻസുലേറ്റിംഗ് പാഡ് ആവശ്യമാണ്. ഈ രണ്ട് പാക്കേജ് ശൈലികളുടേയും MOSFET-കൾക്ക് സമാനമായ രൂപമുണ്ട്, അവ പരസ്പരം മാറ്റി ഉപയോഗിക്കാവുന്നതാണ്. ,
TO-251: ഈ പാക്കേജുചെയ്ത ഉൽപ്പന്നം പ്രധാനമായും ചെലവ് കുറയ്ക്കുന്നതിനും ഉൽപ്പന്ന വലുപ്പം കുറയ്ക്കുന്നതിനും ഉപയോഗിക്കുന്നു. ഇടത്തരം വോൾട്ടേജും 60A യിൽ താഴെയുള്ള ഉയർന്ന വൈദ്യുതധാരയും 7N-ന് താഴെയുള്ള ഉയർന്ന വോൾട്ടേജും ഉള്ള അന്തരീക്ഷത്തിലാണ് ഇത് പ്രധാനമായും ഉപയോഗിക്കുന്നത്. ,
TO-92: ഈ പാക്കേജ് ചെലവ് കുറയ്ക്കുന്നതിനായി ലോ-വോൾട്ടേജ് MOSFET (നിലവിലെ 10A-യിൽ താഴെയുള്ള, 60V-ൽ താഴെയുള്ള വോൾട്ടേജ്, ഉയർന്ന വോൾട്ടേജ് 1N60/65) എന്നിവയ്‌ക്ക് മാത്രമേ ഉപയോഗിക്കൂ.
സമീപ വർഷങ്ങളിൽ, പ്ലഗ്-ഇൻ പാക്കേജിംഗ് പ്രക്രിയയുടെ ഉയർന്ന വെൽഡിംഗ് ചെലവും പാച്ച്-ടൈപ്പ് ഉൽപ്പന്നങ്ങളുടെ താഴ്ന്ന താപ വിസർജ്ജന പ്രകടനവും കാരണം, ഉപരിതല മൌണ്ട് മാർക്കറ്റിലെ ആവശ്യം വർദ്ധിച്ചുകൊണ്ടിരിക്കുന്നു, ഇത് TO പാക്കേജിംഗിൻ്റെ വികസനത്തിനും കാരണമായി. ഉപരിതല മൌണ്ട് പാക്കേജിംഗിലേക്ക്.
TO-252 (D-PAK എന്നും അറിയപ്പെടുന്നു), TO-263 (D2PAK) എന്നിവ ഉപരിതല മൌണ്ട് പാക്കേജുകളാണ്.
പാക്കേജ് ഉൽപ്പന്ന രൂപം
TO252/D-PAK എന്നത് ഒരു പ്ലാസ്റ്റിക് ചിപ്പ് പാക്കേജാണ്, ഇത് പവർ ട്രാൻസിസ്റ്ററുകൾക്കും വോൾട്ടേജ് സ്റ്റെബിലൈസിംഗ് ചിപ്പുകൾക്കും സാധാരണയായി ഉപയോഗിക്കുന്നു. നിലവിലുള്ള മുഖ്യധാരാ പാക്കേജുകളിൽ ഒന്നാണിത്. ഈ പാക്കേജിംഗ് രീതി ഉപയോഗിക്കുന്ന MOSFET-ന് മൂന്ന് ഇലക്ട്രോഡുകൾ ഉണ്ട്, ഗേറ്റ് (G), ഡ്രെയിൻ (D), ഉറവിടം (S). ഡ്രെയിൻ (ഡി) പിൻ മുറിച്ചുമാറ്റി ഉപയോഗിക്കാറില്ല. പകരം, പിന്നിലെ ഹീറ്റ് സിങ്ക് ഡ്രെയിൻ (ഡി) ആയി ഉപയോഗിക്കുന്നു, ഇത് നേരിട്ട് പിസിബിയിലേക്ക് വെൽഡ് ചെയ്യുന്നു. ഒരു വശത്ത്, വലിയ വൈദ്യുതധാരകൾ പുറപ്പെടുവിക്കാൻ ഇത് ഉപയോഗിക്കുന്നു, മറുവശത്ത്, ഇത് പിസിബിയിലൂടെ ചൂട് പുറന്തള്ളുന്നു. അതിനാൽ, പിസിബിയിൽ മൂന്ന് ഡി-പിഎകെ പാഡുകൾ ഉണ്ട്, ഡ്രെയിൻ (ഡി) പാഡ് വലുതാണ്. അതിൻ്റെ പാക്കേജിംഗ് സവിശേഷതകൾ ഇപ്രകാരമാണ്:
TO-252/D-PAK പാക്കേജ് സൈസ് സ്പെസിഫിക്കേഷനുകൾ
TO-263 എന്നത് TO-220 ൻ്റെ ഒരു വകഭേദമാണ്. ഉൽപ്പാദനക്ഷമതയും താപ വിസർജ്ജനവും മെച്ചപ്പെടുത്തുന്നതിനാണ് ഇത് പ്രധാനമായും രൂപകൽപ്പന ചെയ്തിരിക്കുന്നത്. ഇത് വളരെ ഉയർന്ന കറൻ്റും വോൾട്ടേജും പിന്തുണയ്ക്കുന്നു. 150A-യിൽ താഴെയും 30V-ന് മുകളിലുമുള്ള മീഡിയം-വോൾട്ടേജ് ഉയർന്ന കറൻ്റ് MOSFET-കളിൽ ഇത് കൂടുതൽ സാധാരണമാണ്. D2PAK (TO-263AB) കൂടാതെ, അതിൽ TO263-2, TO263-3, TO263-5, TO263-7 എന്നിവയും മറ്റ് ശൈലികളും ഉൾപ്പെടുന്നു, അവ TO-263 ന് വിധേയമാണ്, പ്രധാനമായും പിന്നുകളുടെ വ്യത്യസ്ത എണ്ണവും ദൂരവും കാരണം .
TO-263/D2PAK പാക്കേജ് സൈസ് സ്പെസിഫിക്കേഷൻs
3. പിൻ ഗ്രിഡ് അറേ പാക്കേജ് (PGA)
PGA (പിൻ ഗ്രിഡ് അറേ പാക്കേജ്) ചിപ്പിന് അകത്തും പുറത്തും ഒന്നിലധികം സ്ക്വയർ അറേ പിന്നുകൾ ഉണ്ട്. ഓരോ സ്ക്വയർ അറേ പിൻ ചിപ്പിനു ചുറ്റും ഒരു നിശ്ചിത അകലത്തിൽ ക്രമീകരിച്ചിരിക്കുന്നു. പിന്നുകളുടെ എണ്ണം അനുസരിച്ച്, ഇത് 2 മുതൽ 5 വരെ സർക്കിളുകളായി രൂപപ്പെടുത്താം. ഇൻസ്റ്റാളേഷൻ സമയത്ത്, പ്രത്യേക PGA സോക്കറ്റിലേക്ക് ചിപ്പ് ചേർക്കുക. എളുപ്പമുള്ള പ്ലഗ്ഗിംഗ്, അൺപ്ലഗ്ഗിംഗ്, ഉയർന്ന വിശ്വാസ്യത എന്നിവയുടെ ഗുണങ്ങൾ ഇതിന് ഉണ്ട്, കൂടാതെ ഉയർന്ന ആവൃത്തികളുമായി പൊരുത്തപ്പെടാനും കഴിയും.
PGA പാക്കേജ് ശൈലി
അതിൻ്റെ മിക്ക ചിപ്പ് സബ്‌സ്‌ട്രേറ്റുകളും സെറാമിക് മെറ്റീരിയലാണ് നിർമ്മിച്ചിരിക്കുന്നത്, ചിലത് പ്രത്യേക പ്ലാസ്റ്റിക് റെസിൻ അടിവസ്ത്രമായി ഉപയോഗിക്കുന്നു. സാങ്കേതികവിദ്യയുടെ കാര്യത്തിൽ, പിൻ സെൻ്റർ ദൂരം സാധാരണയായി 2.54 മില്ലീമീറ്ററാണ്, പിന്നുകളുടെ എണ്ണം 64 മുതൽ 447 വരെയാണ്. ഇത്തരത്തിലുള്ള പാക്കേജിംഗിൻ്റെ സവിശേഷത, പാക്കേജിംഗ് ഏരിയ (വോളിയം) ചെറുതാകുമ്പോൾ വൈദ്യുതി ഉപഭോഗം (പ്രകടനം) കുറയുന്നു എന്നതാണ്. ) അത് നേരിടാൻ കഴിയും, തിരിച്ചും. ചിപ്പുകളുടെ ഈ പാക്കേജിംഗ് ശൈലി ആദ്യകാലങ്ങളിൽ കൂടുതൽ സാധാരണമായിരുന്നു, കൂടാതെ സിപിയു പോലുള്ള ഉയർന്ന പവർ ഉപഭോഗ ഉൽപ്പന്നങ്ങൾ പാക്കേജിംഗിനായി ഉപയോഗിച്ചിരുന്നു. ഉദാഹരണത്തിന്, ഇൻ്റലിൻ്റെ 80486, പെൻ്റിയം എന്നിവയെല്ലാം ഈ പാക്കേജിംഗ് ശൈലി ഉപയോഗിക്കുന്നു; MOSFET നിർമ്മാതാക്കൾ ഇത് വ്യാപകമായി അംഗീകരിക്കുന്നില്ല.
4. ചെറിയ ഔട്ട്ലൈൻ ട്രാൻസിസ്റ്റർ പാക്കേജ് (SOT)
SOT (സ്മോൾ ഔട്ട്-ലൈൻ ട്രാൻസിസ്റ്റർ) ഒരു പാച്ച് തരം ചെറിയ പവർ ട്രാൻസിസ്റ്റർ പാക്കേജാണ്, പ്രധാനമായും SOT23, SOT89, SOT143, SOT25 (അതായത് SOT23-5) മുതലായവ ഉൾപ്പെടുന്നു. SOT323, SOT363/SOT26 (അതായത് SOT23-6) കൂടാതെ മറ്റ് തരങ്ങൾ ഉരുത്തിരിഞ്ഞത്, TO പാക്കേജുകളേക്കാൾ വലിപ്പം കുറവാണ്.
SOT പാക്കേജ് തരം
SOT23 എന്നത് സാധാരണയായി ഉപയോഗിക്കുന്ന ട്രാൻസിസ്റ്റർ പാക്കേജാണ്, മൂന്ന് ചിറകുകളുടെ ആകൃതിയിലുള്ള പിന്നുകൾ, അതായത് കളക്ടർ, എമിറ്റർ, ബേസ്, അവ ഘടകത്തിൻ്റെ നീളമുള്ള വശത്തിൻ്റെ ഇരുവശത്തും പട്ടികപ്പെടുത്തിയിരിക്കുന്നു. അവയിൽ, എമിറ്ററും അടിത്തറയും ഒരേ വശത്താണ്. ലോ-പവർ ട്രാൻസിസ്റ്ററുകൾ, ഫീൽഡ് ഇഫക്റ്റ് ട്രാൻസിസ്റ്ററുകൾ, റെസിസ്റ്റർ നെറ്റ്‌വർക്കുകളുള്ള കോമ്പോസിറ്റ് ട്രാൻസിസ്റ്ററുകൾ എന്നിവയിൽ അവ സാധാരണമാണ്. അവർക്ക് നല്ല ശക്തിയുണ്ടെങ്കിലും സോൾഡറബിളിറ്റി കുറവാണ്. രൂപം താഴെയുള്ള ചിത്രം (എ) ൽ കാണിച്ചിരിക്കുന്നു.
SOT89 ട്രാൻസിസ്റ്ററിൻ്റെ ഒരു വശത്ത് വിതരണം ചെയ്ത മൂന്ന് ചെറിയ പിന്നുകൾ ഉണ്ട്. താപ വിസർജ്ജന ശേഷി വർദ്ധിപ്പിക്കുന്നതിന് അടിത്തറയുമായി ബന്ധിപ്പിച്ചിരിക്കുന്ന ഒരു മെറ്റൽ ഹീറ്റ് സിങ്ക് ആണ് മറുവശം. സിലിക്കൺ പവർ ഉപരിതല മൌണ്ട് ട്രാൻസിസ്റ്ററുകളിൽ ഇത് സാധാരണമാണ്, ഉയർന്ന പവർ ആപ്ലിക്കേഷനുകൾക്ക് അനുയോജ്യമാണ്. രൂപം ചുവടെയുള്ള ചിത്രം (ബി) ൽ കാണിച്ചിരിക്കുന്നു. ,
SOT143 ന് നാല് ചെറിയ ചിറകുകളുടെ ആകൃതിയിലുള്ള പിന്നുകളുണ്ട്, അവ ഇരുവശത്തുനിന്നും പുറത്തേക്ക് നയിക്കുന്നു. പിന്നിൻ്റെ വിശാലമായ അറ്റം കളക്ടർ ആണ്. ഉയർന്ന ഫ്രീക്വൻസി ട്രാൻസിസ്റ്ററുകളിൽ ഇത്തരത്തിലുള്ള പാക്കേജ് സാധാരണമാണ്, അതിൻ്റെ രൂപം ചുവടെയുള്ള ചിത്രം (സി) ൽ കാണിച്ചിരിക്കുന്നു. ,
SOT252 ഉയർന്ന പവർ ട്രാൻസിസ്റ്ററാണ്, ഒരു വശത്ത് നിന്ന് മൂന്ന് പിന്നുകൾ നയിക്കുന്നു, മധ്യ പിൻ ചെറുതും കളക്ടറുമാണ്. മറ്റേ അറ്റത്തുള്ള വലിയ പിന്നിലേക്ക് കണക്റ്റുചെയ്യുക, ഇത് താപ വിസർജ്ജനത്തിനുള്ള ഒരു ചെമ്പ് ഷീറ്റാണ്, അതിൻ്റെ രൂപം ചുവടെയുള്ള ചിത്രം (ഡി) ൽ കാണിച്ചിരിക്കുന്നത് പോലെയാണ്.
സാധാരണ SOT പാക്കേജ് രൂപ താരതമ്യം
നാല് ടെർമിനൽ SOT-89 MOSFET ആണ് സാധാരണയായി മദർബോർഡുകളിൽ ഉപയോഗിക്കുന്നത്. അതിൻ്റെ സവിശേഷതകളും അളവുകളും ഇപ്രകാരമാണ്:
SOT-89 MOSFET വലുപ്പ സവിശേഷതകൾ (യൂണിറ്റ്: mm)
5. ചെറിയ ഔട്ട്ലൈൻ പാക്കേജ് (SOP)
SOP (സ്മോൾ ഔട്ട്-ലൈൻ പാക്കേജ്) എന്നത് ഉപരിതല മൌണ്ട് പാക്കേജുകളിൽ ഒന്നാണ്, ഇതിനെ SOL അല്ലെങ്കിൽ DFP എന്നും വിളിക്കുന്നു. ഒരു കടൽകാക്ക ചിറകിൻ്റെ ആകൃതിയിൽ (L ആകൃതിയിൽ) പാക്കേജിൻ്റെ ഇരുവശത്തുനിന്നും പിൻസ് പുറത്തെടുക്കുന്നു. മെറ്റീരിയലുകൾ പ്ലാസ്റ്റിക്, സെറാമിക് എന്നിവയാണ്. SOP പാക്കേജിംഗ് സ്റ്റാൻഡേർഡുകളിൽ SOP-8, SOP-16, SOP-20, SOP-28, മുതലായവ ഉൾപ്പെടുന്നു. SOP-ന് ശേഷമുള്ള നമ്പർ പിന്നുകളുടെ എണ്ണം സൂചിപ്പിക്കുന്നു. മിക്ക MOSFET SOP പാക്കേജുകളും SOP-8 സ്പെസിഫിക്കേഷനുകൾ സ്വീകരിക്കുന്നു. വ്യവസായം പലപ്പോഴും "P" ഒഴിവാക്കുകയും അതിനെ SO (സ്മോൾ ഔട്ട്-ലൈൻ) എന്ന് ചുരുക്കുകയും ചെയ്യുന്നു.
SOP-8 പാക്കേജ് വലുപ്പം
SO-8 ആദ്യമായി വികസിപ്പിച്ചത് ഫിലിപ്പ് കമ്പനിയാണ്. ഇത് പ്ലാസ്റ്റിക്കിൽ പാക്കേജുചെയ്തിരിക്കുന്നു, താപ വിസർജ്ജന താഴത്തെ പ്ലേറ്റ് ഇല്ല, കൂടാതെ മോശം താപ വിസർജ്ജനവുമുണ്ട്. ഇത് സാധാരണയായി ലോ-പവർ MOSFET-കൾക്കായി ഉപയോഗിക്കുന്നു. പിന്നീട്, TSOP (തിൻ സ്മോൾ ഔട്ട്ലൈൻ പാക്കേജ്), VSOP (വളരെ ചെറിയ ഔട്ട്ലൈൻ പാക്കേജ്), SSOP (Shrink SOP), TSSOP (തിൻ ഷ്രിങ്ക് SOP) തുടങ്ങിയ സ്റ്റാൻഡേർഡ് സ്പെസിഫിക്കേഷനുകൾ ക്രമേണ ഉരുത്തിരിഞ്ഞു വന്നു; അവയിൽ, TSOP, TSSOP എന്നിവ സാധാരണയായി MOSFET പാക്കേജിംഗിൽ ഉപയോഗിക്കുന്നു.
MOSFET-കൾക്കായി സാധാരണയായി ഉപയോഗിക്കുന്ന SOP-ൽ നിന്നുള്ള സ്പെസിഫിക്കേഷനുകൾ
6. ക്വാഡ് ഫ്ലാറ്റ് പാക്കേജ് (QFP)
QFP (പ്ലാസ്റ്റിക് ക്വാഡ് ഫ്ലാറ്റ് പാക്കേജ്) പാക്കേജിലെ ചിപ്പ് പിന്നുകൾ തമ്മിലുള്ള ദൂരം വളരെ ചെറുതാണ്, പിന്നുകൾ വളരെ നേർത്തതാണ്. ഇത് സാധാരണയായി വലിയ തോതിലുള്ളതോ അൾട്രാ ലാർജ് ഇൻ്റഗ്രേറ്റഡ് സർക്യൂട്ടുകളിലോ ഉപയോഗിക്കുന്നു, കൂടാതെ പിന്നുകളുടെ എണ്ണം പൊതുവെ 100-ൽ കൂടുതലാണ്. ഈ രൂപത്തിൽ പായ്ക്ക് ചെയ്തിരിക്കുന്ന ചിപ്പുകൾ മദർബോർഡിലേക്ക് ചിപ്പ് സോൾഡർ ചെയ്യുന്നതിന് SMT ഉപരിതല മൗണ്ടിംഗ് സാങ്കേതികവിദ്യ ഉപയോഗിക്കണം. ഈ പാക്കേജിംഗ് രീതിക്ക് നാല് പ്രധാന സ്വഭാവസവിശേഷതകൾ ഉണ്ട്: ① പിസിബി സർക്യൂട്ട് ബോർഡുകളിൽ വയറിംഗ് ഇൻസ്റ്റാൾ ചെയ്യാൻ SMD ഉപരിതല മൗണ്ടിംഗ് സാങ്കേതികവിദ്യയ്ക്ക് അനുയോജ്യമാണ്; ② ഉയർന്ന ഫ്രീക്വൻസി ഉപയോഗത്തിന് ഇത് അനുയോജ്യമാണ്; ③ ഇത് പ്രവർത്തിക്കാൻ എളുപ്പമാണ് കൂടാതെ ഉയർന്ന വിശ്വാസ്യതയും ഉണ്ട്; ④ ചിപ്പ് ഏരിയയും പാക്കേജിംഗ് ഏരിയയും തമ്മിലുള്ള അനുപാതം ചെറുതാണ്. PGA പാക്കേജിംഗ് രീതി പോലെ, ഈ പാക്കേജിംഗ് രീതി ചിപ്പ് ഒരു പ്ലാസ്റ്റിക് പാക്കേജിൽ പൊതിഞ്ഞ് ചിപ്പ് സമയബന്ധിതമായി പ്രവർത്തിക്കുമ്പോൾ ഉണ്ടാകുന്ന താപം ഇല്ലാതാക്കാൻ കഴിയില്ല. ഇത് MOSFET പ്രകടനത്തിൻ്റെ മെച്ചപ്പെടുത്തലിനെ നിയന്ത്രിക്കുന്നു; കൂടാതെ പ്ലാസ്റ്റിക് പാക്കേജിംഗ് തന്നെ ഉപകരണത്തിൻ്റെ വലിപ്പം വർദ്ധിപ്പിക്കുന്നു, അത് പ്രകാശം, കനം, ചെറുതും, ചെറുതും ആയ ദിശയിൽ അർദ്ധചാലകങ്ങളുടെ വികസനത്തിന് ആവശ്യകതകൾ നിറവേറ്റുന്നില്ല. കൂടാതെ, ഇത്തരത്തിലുള്ള പാക്കേജിംഗ് രീതി ഒരൊറ്റ ചിപ്പിനെ അടിസ്ഥാനമാക്കിയുള്ളതാണ്, ഇതിന് കുറഞ്ഞ ഉൽപാദനക്ഷമതയും ഉയർന്ന പാക്കേജിംഗ് ചെലവും ഉണ്ട്. അതിനാൽ, മൈക്രോപ്രൊസസ്സറുകൾ/ഗേറ്റ് അറേകൾ പോലുള്ള ഡിജിറ്റൽ ലോജിക് എൽഎസ്ഐ സർക്യൂട്ടുകളിൽ ഉപയോഗിക്കുന്നതിന് QFP കൂടുതൽ അനുയോജ്യമാണ്, കൂടാതെ VTR സിഗ്നൽ പ്രോസസ്സിംഗ്, ഓഡിയോ സിഗ്നൽ പ്രോസസ്സിംഗ് തുടങ്ങിയ അനലോഗ് LSI സർക്യൂട്ട് ഉൽപ്പന്നങ്ങൾ പാക്കേജിംഗിനും അനുയോജ്യമാണ്.
7, ലീഡുകളില്ലാത്ത ക്വാഡ് ഫ്ലാറ്റ് പാക്കേജ് (QFN)
ക്യുഎഫ്എൻ (ക്വാഡ് ഫ്ലാറ്റ് നോൺ-ലെഡഡ് പാക്കേജ്) പാക്കേജിൽ നാല് വശങ്ങളിലും ഇലക്ട്രോഡ് കോൺടാക്റ്റുകൾ സജ്ജീകരിച്ചിരിക്കുന്നു. ലീഡുകൾ ഇല്ലാത്തതിനാൽ, മൗണ്ടിംഗ് ഏരിയ ക്യുഎഫ്പിയേക്കാൾ ചെറുതാണ്, ഉയരം ക്യുഎഫ്പിയേക്കാൾ കുറവാണ്. അവയിൽ, സെറാമിക് ക്യുഎഫ്എൻ-നെ എൽസിസി (ലെഡ്‌ലെസ് ചിപ്പ് കാരിയറുകൾ) എന്നും വിളിക്കുന്നു, കൂടാതെ ഗ്ലാസ് എപ്പോക്സി റെസിൻ പ്രിൻ്റ് ചെയ്ത സബ്‌സ്‌ട്രേറ്റ് ബേസ് മെറ്റീരിയൽ ഉപയോഗിച്ചുള്ള കുറഞ്ഞ വിലയുള്ള പ്ലാസ്റ്റിക് ക്യുഎഫ്എനെ പ്ലാസ്റ്റിക് എൽസിസി, പിസിഎൽസി, പി-എൽസിസി എന്നിങ്ങനെ വിളിക്കുന്നു. ഇത് ഉയർന്നുവരുന്ന ഉപരിതല മൌണ്ട് ചിപ്പ് പാക്കേജിംഗാണ്. ചെറിയ പാഡ് വലിപ്പം, ചെറിയ വോള്യം, പ്ലാസ്റ്റിക് എന്നിവ സീലിംഗ് മെറ്റീരിയലായി ഉള്ള സാങ്കേതികവിദ്യ. QFN പ്രധാനമായും ഇൻ്റഗ്രേറ്റഡ് സർക്യൂട്ട് പാക്കേജിംഗിനായി ഉപയോഗിക്കുന്നു, കൂടാതെ MOSFET ഉപയോഗിക്കില്ല. എന്നിരുന്നാലും, ഇൻ്റൽ ഒരു സംയോജിത ഡ്രൈവറും MOSFET സൊല്യൂഷനും നിർദ്ദേശിച്ചതിനാൽ, അത് ഒരു QFN-56 പാക്കേജിൽ DrMOS പുറത്തിറക്കി ("56" എന്നത് ചിപ്പിൻ്റെ പിൻഭാഗത്തുള്ള 56 കണക്ഷൻ പിന്നുകളെ സൂചിപ്പിക്കുന്നു).
ക്യുഎഫ്എൻ പാക്കേജിന് അൾട്രാ-തിൻ സ്മോൾ ഔട്ട്ലൈൻ പാക്കേജിൻ്റെ (ടിഎസ്എസ്ഒപി) അതേ ബാഹ്യ ലീഡ് കോൺഫിഗറേഷനുണ്ട് എന്നത് ശ്രദ്ധിക്കേണ്ടതാണ്, എന്നാൽ അതിൻ്റെ വലുപ്പം ടിഎസ്എസ്ഒപിയേക്കാൾ 62% ചെറുതാണ്. QFN മോഡലിംഗ് ഡാറ്റ അനുസരിച്ച്, അതിൻ്റെ താപ പ്രകടനം TSSOP പാക്കേജിംഗിനെക്കാൾ 55% കൂടുതലാണ്, കൂടാതെ അതിൻ്റെ വൈദ്യുത പ്രകടനം (ഇൻഡക്‌ടൻസും കപ്പാസിറ്റൻസും) TSSOP പാക്കേജിംഗിനെക്കാൾ യഥാക്രമം 60% ഉം 30% ഉം കൂടുതലാണ്. നന്നാക്കാൻ ബുദ്ധിമുട്ടാണ് എന്നതാണ് ഏറ്റവും വലിയ പോരായ്മ.
QFN-56 പാക്കേജിലെ DrMOS
പരമ്പരാഗത ഡിസ്‌ക്രീറ്റ് ഡിസി/ഡിസി സ്റ്റെപ്പ്-ഡൗൺ സ്വിച്ചിംഗ് പവർ സപ്ലൈസിന് ഉയർന്ന പവർ ഡെൻസിറ്റിയുടെ ആവശ്യകതകൾ നിറവേറ്റാൻ കഴിയില്ല, കൂടാതെ ഉയർന്ന സ്വിച്ചിംഗ് ഫ്രീക്വൻസികളിലെ പരാദ പാരാമീറ്റർ ഇഫക്റ്റുകളുടെ പ്രശ്നം പരിഹരിക്കാനും കഴിയില്ല. സാങ്കേതികവിദ്യയുടെ നവീകരണവും പുരോഗതിയും കൊണ്ട്, മൾട്ടി-ചിപ്പ് മൊഡ്യൂളുകൾ നിർമ്മിക്കുന്നതിന് ഡ്രൈവറുകളും MOSFET- കളും സംയോജിപ്പിക്കുന്നത് ഒരു യാഥാർത്ഥ്യമായി. ഈ സംയോജന രീതിക്ക് ഗണ്യമായ സ്ഥലം ലാഭിക്കാനും വൈദ്യുതി ഉപഭോഗ സാന്ദ്രത വർദ്ധിപ്പിക്കാനും കഴിയും. ഡ്രൈവർമാരുടെയും മോസ്ഫെറ്റുകളുടെയും ഒപ്റ്റിമൈസേഷനിലൂടെ ഇത് യാഥാർത്ഥ്യമായി. പവർ കാര്യക്ഷമതയും ഉയർന്ന നിലവാരമുള്ള ഡിസി കറൻ്റും, ഇത് DrMOS സംയോജിത ഡ്രൈവർ ഐസി ആണ്.
റെനെസാസ് രണ്ടാം തലമുറ DrMOS
QFN-56 ലെഡ്‌ലെസ് പാക്കേജ് DrMOS തെർമൽ ഇംപെഡൻസ് വളരെ കുറവാക്കുന്നു; ആന്തരിക വയർ ബോണ്ടിംഗും കോപ്പർ ക്ലിപ്പ് രൂപകൽപ്പനയും ഉപയോഗിച്ച്, ബാഹ്യ പിസിബി വയറിംഗ് ചെറുതാക്കാം, അതുവഴി ഇൻഡക്‌ടൻസും പ്രതിരോധവും കുറയുന്നു. കൂടാതെ, ഉപയോഗിച്ചിരിക്കുന്ന ഡീപ്-ചാനൽ സിലിക്കൺ MOSFET പ്രക്രിയയ്ക്ക് ചാലകത, സ്വിച്ചിംഗ്, ഗേറ്റ് ചാർജ് നഷ്ടം എന്നിവ ഗണ്യമായി കുറയ്ക്കാൻ കഴിയും; ഇത് വിവിധ കൺട്രോളറുകളുമായി പൊരുത്തപ്പെടുന്നു, വ്യത്യസ്ത ഓപ്പറേറ്റിംഗ് മോഡുകൾ നേടാൻ കഴിയും, കൂടാതെ സജീവ ഘട്ടം പരിവർത്തന മോഡ് APS (ഓട്ടോ ഫേസ് സ്വിച്ചിംഗ്) പിന്തുണയ്ക്കുന്നു. QFN പാക്കേജിംഗിന് പുറമേ, ON സെമികണ്ടക്ടറിൻ്റെ വിവിധ ഘടകങ്ങളിൽ വ്യാപകമായി ഉപയോഗിക്കുന്ന ഒരു പുതിയ ഇലക്ട്രോണിക് പാക്കേജിംഗ് പ്രക്രിയ കൂടിയാണ് ഉഭയകക്ഷി ഫ്ലാറ്റ് നോ-ലെഡ് പാക്കേജിംഗ് (DFN). QFN-നെ അപേക്ഷിച്ച്, DFN-ന് ഇരുവശത്തും ലീഡ്-ഔട്ട് ഇലക്ട്രോഡുകൾ കുറവാണ്.
8, പ്ലാസ്റ്റിക് ലെഡ് ചിപ്പ് കാരിയർ (PLCC)
PLCC (പ്ലാസ്റ്റിക് ക്വാഡ് ഫ്ലാറ്റ് പാക്കേജ്) ഒരു ചതുരാകൃതിയിലുള്ളതും DIP പാക്കേജിനേക്കാൾ വളരെ ചെറുതുമാണ്. ഇതിന് ചുറ്റും പിന്നുകളുള്ള 32 പിന്നുകളുണ്ട്. ടി ആകൃതിയിലുള്ള പാക്കേജിൻ്റെ നാല് വശങ്ങളിൽ നിന്നും പിൻസ് പുറത്തേക്ക് നയിക്കുന്നു. ഇത് ഒരു പ്ലാസ്റ്റിക് ഉൽപ്പന്നമാണ്. പിൻ സെൻ്റർ ദൂരം 1.27 മില്ലീമീറ്ററാണ്, പിന്നുകളുടെ എണ്ണം 18 മുതൽ 84 വരെയാണ്. J- ആകൃതിയിലുള്ള പിന്നുകൾ എളുപ്പത്തിൽ രൂപഭേദം വരുത്തുന്നില്ല, കൂടാതെ QFP യേക്കാൾ പ്രവർത്തിക്കാൻ എളുപ്പമാണ്, എന്നാൽ വെൽഡിങ്ങിന് ശേഷമുള്ള ഭാവം പരിശോധന കൂടുതൽ ബുദ്ധിമുട്ടാണ്. SMT ഉപരിതല മൗണ്ടിംഗ് സാങ്കേതികവിദ്യ ഉപയോഗിച്ച് PCB-യിൽ വയറിംഗ് ഇൻസ്റ്റാൾ ചെയ്യാൻ PLCC പാക്കേജിംഗ് അനുയോജ്യമാണ്. ഇതിന് ചെറിയ വലിപ്പവും ഉയർന്ന വിശ്വാസ്യതയും ഗുണങ്ങളുണ്ട്. PLCC പാക്കേജിംഗ് താരതമ്യേന സാധാരണമാണ്, ഇത് ലോജിക് LSI, DLD (അല്ലെങ്കിൽ പ്രോഗ്രാം ലോജിക് ഉപകരണം) മറ്റ് സർക്യൂട്ടുകളിലും ഉപയോഗിക്കുന്നു. ഈ പാക്കേജിംഗ് ഫോം പലപ്പോഴും മദർബോർഡ് BIOS-ൽ ഉപയോഗിക്കുന്നു, എന്നാൽ ഇത് നിലവിൽ MOSFET-കളിൽ കുറവാണ്.
മുഖ്യധാരാ സംരംഭങ്ങൾക്കുള്ള എൻക്യാപ്‌സുലേഷനും മെച്ചപ്പെടുത്തലും
CPU-കളിൽ കുറഞ്ഞ വോൾട്ടേജും ഉയർന്ന കറൻ്റും ഉള്ള വികസന പ്രവണത കാരണം, MOSFET-കൾക്ക് വലിയ ഔട്ട്പുട്ട് കറൻ്റ്, കുറഞ്ഞ ഓൺ-റെസിസ്റ്റൻസ്, കുറഞ്ഞ ചൂട് ഉൽപ്പാദനം, വേഗത്തിലുള്ള താപ വിസർജ്ജനം, ചെറിയ വലിപ്പം എന്നിവ ആവശ്യമാണ്. ചിപ്പ് നിർമ്മാണ സാങ്കേതികവിദ്യയും പ്രക്രിയകളും മെച്ചപ്പെടുത്തുന്നതിനു പുറമേ, MOSFET നിർമ്മാതാക്കൾ പാക്കേജിംഗ് സാങ്കേതികവിദ്യ മെച്ചപ്പെടുത്തുന്നത് തുടരുന്നു. സ്റ്റാൻഡേർഡ് ഭാവ സവിശേഷതകളുമായുള്ള അനുയോജ്യതയുടെ അടിസ്ഥാനത്തിൽ, അവർ പുതിയ പാക്കേജിംഗ് രൂപങ്ങൾ നിർദ്ദേശിക്കുകയും അവർ വികസിപ്പിക്കുന്ന പുതിയ പാക്കേജുകൾക്കായി വ്യാപാരമുദ്രയുടെ പേരുകൾ രജിസ്റ്റർ ചെയ്യുകയും ചെയ്യുന്നു.
1, RENESAS WPAK, LFPAK, LFPAK-I പാക്കേജുകൾ
റെനെസാസ് വികസിപ്പിച്ചെടുത്ത ഉയർന്ന താപ വികിരണ പാക്കേജാണ് WPAK. D-PAK പാക്കേജ് അനുകരിക്കുന്നതിലൂടെ, ചിപ്പ് ഹീറ്റ് സിങ്ക് മദർബോർഡിലേക്ക് വെൽഡ് ചെയ്യുന്നു, കൂടാതെ ചൂട് മദർബോർഡിലൂടെ ചിതറിക്കിടക്കുന്നു, അങ്ങനെ ചെറിയ പാക്കേജ് WPAK- നും D-PAK- ൻ്റെ ഔട്ട്പുട്ട് കറൻ്റിലേക്ക് എത്താൻ കഴിയും. വയറിംഗ് ഇൻഡക്‌ടൻസ് കുറയ്ക്കുന്നതിന് WPAK-D2 രണ്ട് ഉയർന്ന/താഴ്ന്ന MOSFET-കൾ പാക്കേജ് ചെയ്യുന്നു.
Renesas WPAK പാക്കേജ് വലുപ്പം
LFPAK, LFPAK-I എന്നിവ റെനെസാസ് വികസിപ്പിച്ച മറ്റ് രണ്ട് ചെറിയ ഫോം ഫാക്ടർ പാക്കേജുകളാണ്, അവ SO-8 ന് അനുയോജ്യമാണ്. LFPAK, D-PAK-ന് സമാനമാണ്, എന്നാൽ D-PAK-നേക്കാൾ ചെറുതാണ്. LFPAK-i ഹീറ്റ് സിങ്കിലൂടെ ചൂട് പുറന്തള്ളാൻ മുകളിലേക്ക് ഹീറ്റ് സിങ്ക് സ്ഥാപിക്കുന്നു.
Renesas LFPAK, LFPAK-I പാക്കേജുകൾ
2. Vishay Power-PAK, Polar-PAK പാക്കേജിംഗ്
പവർ-പാക് എന്നത് വിഷയ് കോർപ്പറേഷൻ രജിസ്റ്റർ ചെയ്ത MOSFET പാക്കേജിൻ്റെ പേരാണ്. Power-PAK-ൽ രണ്ട് സവിശേഷതകൾ ഉൾപ്പെടുന്നു: Power-PAK1212-8, Power-PAK SO-8.
Vishay Power-PAK1212-8 പാക്കേജ്
Vishay Power-PAK SO-8 പാക്കേജ്
പോളാർ PAK എന്നത് ഇരട്ട-വശങ്ങളുള്ള താപ വിസർജ്ജനമുള്ള ഒരു ചെറിയ പാക്കേജാണ്, ഇത് വിഷയുടെ പ്രധാന പാക്കേജിംഗ് സാങ്കേതികവിദ്യകളിൽ ഒന്നാണ്. സാധാരണ സോ-8 പാക്കേജിന് തുല്യമാണ് പോളാർ പിഎകെ. പാക്കേജിൻ്റെ മുകളിലും താഴെയുമുള്ള രണ്ട് വശങ്ങളിൽ ഇതിന് ഡിസ്പേഷൻ പോയിൻ്റുകളുണ്ട്. പാക്കേജിനുള്ളിൽ ചൂട് ശേഖരിക്കുന്നത് എളുപ്പമല്ല, കൂടാതെ ഓപ്പറേറ്റിംഗ് കറൻ്റിൻ്റെ നിലവിലെ സാന്ദ്രത SO-8 ൻ്റെ ഇരട്ടിയായി വർദ്ധിപ്പിക്കാനും കഴിയും. നിലവിൽ, STMicroelectronics-ന് Polar PAK സാങ്കേതികവിദ്യയ്ക്ക് വിഷയ് ലൈസൻസ് നൽകിയിട്ടുണ്ട്.
Vishay Polar PAK പാക്കേജ്
3. Onsemi SO-8, WDFN8 ഫ്ലാറ്റ് ലീഡ് പാക്കേജുകൾ
ON അർദ്ധചാലകം രണ്ട് തരം ഫ്ലാറ്റ്-ലെഡ് MOSFET-കൾ വികസിപ്പിച്ചെടുത്തിട്ടുണ്ട്, അവയിൽ SO-8 അനുയോജ്യമായ ഫ്ലാറ്റ്-ലെഡ് പല ബോർഡുകളും ഉപയോഗിക്കുന്നു. ON അർദ്ധചാലകത്തിൻ്റെ പുതുതായി സമാരംഭിച്ച NVMx, NVTx പവർ MOSFET-കൾ ചാലക നഷ്ടം കുറയ്ക്കുന്നതിന് കോംപാക്റ്റ് DFN5 (SO-8FL), WDFN8 പാക്കേജുകൾ ഉപയോഗിക്കുന്നു. ഡ്രൈവർ നഷ്ടം കുറയ്ക്കുന്നതിനുള്ള കുറഞ്ഞ ക്യുജിയും കപ്പാസിറ്റൻസും ഇതിലുണ്ട്.
അർദ്ധചാലക SO-8 ഫ്ലാറ്റ് ലീഡ് പാക്കേജിൽ
അർദ്ധചാലക WDFN8 പാക്കേജിൽ
4. NXP LFPAK, QLPAK പാക്കേജിംഗ്
NXP (മുമ്പ് Philps) SO-8 പാക്കേജിംഗ് സാങ്കേതികവിദ്യ LFPAK, QLPAK എന്നിവയിലേക്ക് മെച്ചപ്പെടുത്തി. അവയിൽ, LFPAK ലോകത്തിലെ ഏറ്റവും വിശ്വസനീയമായ പവർ SO-8 പാക്കേജായി കണക്കാക്കപ്പെടുന്നു; അതേസമയം QLPAK ന് ചെറിയ വലിപ്പവും ഉയർന്ന താപ വിസർജ്ജന കാര്യക്ഷമതയും ഉണ്ട്. സാധാരണ SO-8 മായി താരതമ്യപ്പെടുത്തുമ്പോൾ, QLPAK 6*5mm-ൻ്റെ PCB ബോർഡ് ഏരിയ ഉൾക്കൊള്ളുന്നു, കൂടാതെ 1.5k/W താപ പ്രതിരോധവും ഉണ്ട്.
NXP LFPAK പാക്കേജ്
NXP QLPAK പാക്കേജിംഗ്
4. ST സെമികണ്ടക്ടർ PowerSO-8 പാക്കേജ്
STMicroelectronics's power MOSFET ചിപ്പ് പാക്കേജിംഗ് സാങ്കേതികവിദ്യകളിൽ SO-8, PowerSO-8, PowerFLAT, DirectFET, PolarPAK മുതലായവ ഉൾപ്പെടുന്നു. അവയിൽ, SO-8-ൻ്റെ മെച്ചപ്പെട്ട പതിപ്പാണ് Power SO-8. കൂടാതെ, PowerSO-10, PowerSO-20, TO-220FP, H2PAK-2 എന്നിവയും മറ്റ് പാക്കേജുകളും ഉണ്ട്.
STMicroelectronics Power SO-8 പാക്കേജ്
5. ഫെയർചൈൽഡ് സെമികണ്ടക്ടർ പവർ 56 പാക്കേജ്
പവർ 56 എന്നത് ഫാരിചൈൽഡിൻ്റെ പ്രത്യേക നാമമാണ്, അതിൻ്റെ ഔദ്യോഗിക നാമം DFN5×6. ഇതിൻ്റെ പാക്കേജിംഗ് ഏരിയ സാധാരണയായി ഉപയോഗിക്കുന്ന TSOP-8 മായി താരതമ്യപ്പെടുത്താവുന്നതാണ്, കൂടാതെ നേർത്ത പാക്കേജ് ഘടകം ക്ലിയറൻസ് ഉയരം സംരക്ഷിക്കുന്നു, കൂടാതെ താഴെയുള്ള തെർമൽ-പാഡ് ഡിസൈൻ താപ പ്രതിരോധം കുറയ്ക്കുന്നു. അതിനാൽ, പല പവർ ഉപകരണ നിർമ്മാതാക്കളും DFN5×6 വിന്യസിച്ചിട്ടുണ്ട്.
ഫെയർചൈൽഡ് പവർ 56 പാക്കേജ്
6. ഇൻ്റർനാഷണൽ റക്റ്റിഫയർ (IR) ഡയറക്ട് FET പാക്കേജ്
ഡയറക്ട് FET ഒരു SO-8 അല്ലെങ്കിൽ ചെറിയ കാൽപ്പാടിൽ കാര്യക്ഷമമായ അപ്പർ കൂളിംഗ് നൽകുന്നു, കമ്പ്യൂട്ടറുകൾ, ലാപ്‌ടോപ്പുകൾ, ടെലികമ്മ്യൂണിക്കേഷൻസ്, കൺസ്യൂമർ ഇലക്ട്രോണിക്സ് ഉപകരണങ്ങൾ എന്നിവയിലെ AC-DC, DC-DC പവർ കൺവേർഷൻ ആപ്ലിക്കേഷനുകൾക്ക് അനുയോജ്യമാണ്. ഡയറക്‌റ്റ്‌ഫെറ്റിൻ്റെ മെറ്റൽ കാൻ നിർമ്മാണം ഇരട്ട-വശങ്ങളുള്ള താപ വിസർജ്ജനം നൽകുന്നു, സാധാരണ പ്ലാസ്റ്റിക് ഡിസ്‌ക്രീറ്റ് പാക്കേജുകളുമായി താരതമ്യപ്പെടുത്തുമ്പോൾ ഉയർന്ന ഫ്രീക്വൻസി ഡിസി-ഡിസി ബക്ക് കൺവെർട്ടറുകളുടെ നിലവിലെ കൈകാര്യം ചെയ്യൽ കഴിവുകൾ ഫലപ്രദമായി ഇരട്ടിയാക്കുന്നു. ഡയറക്ട് FET പാക്കേജ് ഒരു റിവേഴ്സ് മൗണ്ടഡ് തരമാണ്, ഡ്രെയിൻ (ഡി) ഹീറ്റ് സിങ്ക് മുകളിലേക്ക് അഭിമുഖീകരിക്കുകയും ഒരു മെറ്റൽ ഷെൽ കൊണ്ട് മൂടുകയും ചെയ്യുന്നു. നേരിട്ടുള്ള FET പാക്കേജിംഗ് താപ വിസർജ്ജനം വളരെയധികം മെച്ചപ്പെടുത്തുകയും നല്ല താപ വിസർജ്ജനത്തിനൊപ്പം കുറച്ച് സ്ഥലം എടുക്കുകയും ചെയ്യുന്നു.
സംഗ്രഹിക്കുക
ഭാവിയിൽ, ഇലക്ട്രോണിക് മാനുഫാക്‌ചറിംഗ് വ്യവസായം അൾട്രാ-നേർഡ്, മിനിയേച്ചറൈസേഷൻ, ലോ വോൾട്ടേജ്, ഉയർന്ന കറൻ്റ് എന്നിവയുടെ ദിശയിൽ വികസിക്കുന്നത് തുടരുന്നതിനാൽ, നിർമ്മാണത്തിൻ്റെ വികസന ആവശ്യങ്ങളുമായി നന്നായി പൊരുത്തപ്പെടുന്നതിന് മോസ്‌ഫെറ്റിൻ്റെ രൂപവും ആന്തരിക പാക്കേജിംഗ് ഘടനയും മാറും. വ്യവസായം. കൂടാതെ, ഇലക്ട്രോണിക് നിർമ്മാതാക്കൾക്കുള്ള സെലക്ഷൻ പരിധി കുറയ്ക്കുന്നതിന്, മോഡുലറൈസേഷൻ്റെയും സിസ്റ്റം-ലെവൽ പാക്കേജിംഗിൻ്റെയും ദിശയിലുള്ള MOSFET വികസനത്തിൻ്റെ പ്രവണത കൂടുതൽ വ്യക്തമാകും, കൂടാതെ പ്രകടനവും ചെലവും പോലെയുള്ള ഒന്നിലധികം അളവുകളിൽ നിന്ന് ഉൽപ്പന്നങ്ങൾ ഏകോപിപ്പിച്ച് വികസിപ്പിക്കും. . MOSFET തിരഞ്ഞെടുക്കുന്നതിനുള്ള പ്രധാന റഫറൻസ് ഘടകങ്ങളിലൊന്നാണ് പാക്കേജ്. വ്യത്യസ്ത ഇലക്ട്രോണിക് ഉൽപ്പന്നങ്ങൾക്ക് വ്യത്യസ്ത വൈദ്യുത ആവശ്യകതകളുണ്ട്, കൂടാതെ വ്യത്യസ്ത ഇൻസ്റ്റാളേഷൻ പരിതസ്ഥിതികൾക്ക് പൊരുത്തപ്പെടുന്ന വലുപ്പ സവിശേഷതകളും ആവശ്യമാണ്. യഥാർത്ഥ തിരഞ്ഞെടുപ്പിൽ, പൊതുവായ തത്വത്തിന് കീഴിലുള്ള യഥാർത്ഥ ആവശ്യങ്ങൾക്കനുസൃതമായി തീരുമാനമെടുക്കണം. ചില ഇലക്ട്രോണിക് സിസ്റ്റങ്ങൾ പിസിബിയുടെ വലിപ്പവും ആന്തരിക ഉയരവും കൊണ്ട് പരിമിതപ്പെടുത്തിയിരിക്കുന്നു. ഉദാഹരണത്തിന്, കമ്മ്യൂണിക്കേഷൻ സിസ്റ്റങ്ങളുടെ മൊഡ്യൂൾ പവർ സപ്ലൈസ് സാധാരണയായി ഉയരം നിയന്ത്രണങ്ങൾ കാരണം DFN5*6, DFN3*3 പാക്കേജുകൾ ഉപയോഗിക്കുന്നു; ചില ACDC പവർ സപ്ലൈകളിൽ, TO220 പാക്കേജുചെയ്ത പവർ MOSFET-കൾ കൂട്ടിച്ചേർക്കുന്നതിന് അൾട്രാ-നേർത്ത ഡിസൈനുകൾ അല്ലെങ്കിൽ ഷെൽ പരിമിതികൾ കാരണം അനുയോജ്യമാണ്. ഈ സമയത്ത്, TO247 പാക്കേജുചെയ്ത ഉൽപ്പന്നങ്ങൾക്ക് അനുയോജ്യമല്ലാത്ത റൂട്ടിലേക്ക് പിൻസ് നേരിട്ട് ചേർക്കാം; ചില അൾട്രാ-നേർത്ത രൂപകല്പനകൾക്ക് ഉപകരണ പിന്നുകൾ വളച്ച് പരന്നതായിരിക്കണം, ഇത് MOSFET തിരഞ്ഞെടുക്കലിൻ്റെ സങ്കീർണ്ണത വർദ്ധിപ്പിക്കും.
MOSFET എങ്ങനെ തിരഞ്ഞെടുക്കാം
ഒരു എഞ്ചിനീയർ ഒരിക്കൽ എന്നോട് പറഞ്ഞു, താൻ ഒരു MOSFET ഡാറ്റ ഷീറ്റിൻ്റെ ആദ്യ പേജ് നോക്കിയിട്ടില്ല, കാരണം "പ്രായോഗിക" വിവരങ്ങൾ രണ്ടാം പേജിലും അതിനുശേഷവും മാത്രമേ ദൃശ്യമാകൂ. MOSFET ഡാറ്റ ഷീറ്റിലെ ഫലത്തിൽ എല്ലാ പേജുകളിലും ഡിസൈനർമാർക്കുള്ള വിലപ്പെട്ട വിവരങ്ങൾ അടങ്ങിയിരിക്കുന്നു. എന്നാൽ നിർമ്മാതാക്കൾ നൽകുന്ന ഡാറ്റ എങ്ങനെ വ്യാഖ്യാനിക്കണമെന്ന് എല്ലായ്പ്പോഴും വ്യക്തമല്ല.
ഈ ലേഖനം MOSFET-കളുടെ ചില പ്രധാന സ്പെസിഫിക്കേഷനുകൾ, ഡാറ്റാഷീറ്റിൽ അവ എങ്ങനെ പ്രസ്താവിച്ചിരിക്കുന്നു, നിങ്ങൾ അവ മനസ്സിലാക്കേണ്ട വ്യക്തമായ ചിത്രം എന്നിവ വിശദീകരിക്കുന്നു. മിക്ക ഇലക്ട്രോണിക് ഉപകരണങ്ങളും പോലെ, MOSFET-കളും പ്രവർത്തന താപനിലയെ ബാധിക്കുന്നു. അതിനാൽ സൂചിപ്പിച്ച സൂചകങ്ങൾ പ്രയോഗിക്കുന്ന ടെസ്റ്റ് വ്യവസ്ഥകൾ മനസ്സിലാക്കേണ്ടത് പ്രധാനമാണ്. "ഉൽപ്പന്ന ആമുഖം" എന്നതിൽ നിങ്ങൾ കാണുന്ന സൂചകങ്ങൾ "പരമാവധി" അല്ലെങ്കിൽ "സാധാരണ" മൂല്യങ്ങളാണോ എന്ന് മനസ്സിലാക്കേണ്ടതും പ്രധാനമാണ്, കാരണം ചില ഡാറ്റ ഷീറ്റുകൾ അത് വ്യക്തമാക്കുന്നില്ല.
വോൾട്ടേജ് ഗ്രേഡ്
MOSFET-നെ നിർണ്ണയിക്കുന്ന പ്രാഥമിക സ്വഭാവം അതിൻ്റെ ഡ്രെയിൻ-സോഴ്സ് വോൾട്ടേജ് VDS അല്ലെങ്കിൽ "ഡ്രെയിൻ-സോഴ്സ് ബ്രേക്ക്ഡൌൺ വോൾട്ടേജ്" ആണ്, ഗേറ്റ് ഉറവിടത്തിലേക്കും ഡ്രെയിൻ കറൻ്റിലേക്കും ഷോർട്ട് സർക്യൂട്ട് ആകുമ്പോൾ MOSFET ന് കേടുപാടുകൾ കൂടാതെ താങ്ങാനാകുന്ന ഏറ്റവും ഉയർന്ന വോൾട്ടേജാണ്. 250μA ആണ്. . VDS-നെ "25 ° C-ൽ കേവലമായ പരമാവധി വോൾട്ടേജ്" എന്നും വിളിക്കുന്നു, എന്നാൽ ഈ കേവല വോൾട്ടേജ് താപനിലയെ ആശ്രയിച്ചിരിക്കുന്നുവെന്നും ഡാറ്റ ഷീറ്റിൽ സാധാരണയായി ഒരു "VDS താപനില ഗുണകം" ഉണ്ടെന്നും ഓർമ്മിക്കേണ്ടത് പ്രധാനമാണ്. പരമാവധി VDS എന്നത് DC വോൾട്ടേജും സർക്യൂട്ടിൽ ഉണ്ടായിരിക്കാവുന്ന ഏതെങ്കിലും വോൾട്ടേജ് സ്പൈക്കുകളും റിപ്പിൾസും ആണെന്നും നിങ്ങൾ മനസ്സിലാക്കേണ്ടതുണ്ട്. ഉദാഹരണത്തിന്, 100mV, 5ns സ്പൈക്ക് ഉള്ള 30V പവർ സപ്ലൈയിൽ നിങ്ങൾ 30V ഉപകരണം ഉപയോഗിക്കുകയാണെങ്കിൽ, വോൾട്ടേജ് ഉപകരണത്തിൻ്റെ പരമാവധി പരമാവധി പരിധി കവിയുകയും ഉപകരണം അവലാഞ്ച് മോഡിൽ പ്രവേശിക്കുകയും ചെയ്യാം. ഈ സാഹചര്യത്തിൽ, MOSFET ൻ്റെ വിശ്വാസ്യത ഉറപ്പുനൽകാൻ കഴിയില്ല. ഉയർന്ന ഊഷ്മാവിൽ, താപനില ഗുണകത്തിന് ബ്രേക്ക്ഡൗൺ വോൾട്ടേജിനെ ഗണ്യമായി മാറ്റാൻ കഴിയും. ഉദാഹരണത്തിന്, 600V വോൾട്ടേജ് റേറ്റിംഗ് ഉള്ള ചില N-ചാനൽ MOSFET-കൾക്ക് പോസിറ്റീവ് ടെമ്പറേച്ചർ കോഫിഫിഷ്യൻ്റ് ഉണ്ട്. അവയുടെ പരമാവധി ജംഗ്ഷൻ താപനിലയെ സമീപിക്കുമ്പോൾ, താപനില ഗുണകം ഈ MOSFET- കൾ 650V MOSFET-കൾ പോലെ പ്രവർത്തിക്കാൻ കാരണമാകുന്നു. പല MOSFET ഉപയോക്താക്കളുടെയും ഡിസൈൻ നിയമങ്ങൾക്ക് 10% മുതൽ 20% വരെ വിലമതിക്കുന്ന ഘടകം ആവശ്യമാണ്. ചില ഡിസൈനുകളിൽ, യഥാർത്ഥ ബ്രേക്ക്ഡൌൺ വോൾട്ടേജ് 25 ഡിഗ്രി സെൽഷ്യസിൽ റേറ്റുചെയ്ത മൂല്യത്തേക്കാൾ 5% മുതൽ 10% വരെ കൂടുതലാണ് എന്നത് കണക്കിലെടുക്കുമ്പോൾ, യഥാർത്ഥ ഡിസൈനിലേക്ക് അനുയോജ്യമായ ഉപയോഗപ്രദമായ ഡിസൈൻ മാർജിൻ ചേർക്കും, ഇത് ഡിസൈനിന് വളരെ പ്രയോജനകരമാണ്. MOSFET- കളുടെ ശരിയായ തിരഞ്ഞെടുപ്പിന് തുല്യമായി പ്രധാനമാണ്, ചാലക പ്രക്രിയയിൽ ഗേറ്റ്-സോഴ്സ് വോൾട്ടേജ് VGS-ൻ്റെ പങ്ക് മനസ്സിലാക്കുക എന്നതാണ്. നൽകിയിരിക്കുന്ന പരമാവധി RDS(ഓൺ) വ്യവസ്ഥയിൽ MOSFET ൻ്റെ പൂർണ്ണ ചാലകം ഉറപ്പാക്കുന്ന വോൾട്ടേജാണ് ഈ വോൾട്ടേജ്. അതുകൊണ്ടാണ് ഓൺ-റെസിസ്റ്റൻസ് എല്ലായ്പ്പോഴും VGS ലെവലുമായി ബന്ധപ്പെട്ടിരിക്കുന്നത്, ഈ വോൾട്ടേജിൽ മാത്രമേ ഉപകരണം ഓണാക്കാൻ കഴിയൂ. RDS(on) റേറ്റിംഗ് നേടുന്നതിന് ഉപയോഗിക്കുന്ന ഏറ്റവും കുറഞ്ഞ VGS-നേക്കാൾ കുറഞ്ഞ വോൾട്ടേജിൽ നിങ്ങൾക്ക് MOSFET പൂർണ്ണമായും ഓണാക്കാൻ കഴിയില്ല എന്നതാണ് ഒരു പ്രധാന ഡിസൈൻ അനന്തരഫലം. ഉദാഹരണത്തിന്, 3.3V മൈക്രോകൺട്രോളർ ഉപയോഗിച്ച് ഒരു MOSFET പൂർണ്ണമായി ഓടിക്കാൻ, VGS=2.5V അല്ലെങ്കിൽ അതിൽ താഴെയുള്ള MOSFET-ൽ നിങ്ങൾക്ക് ഓണാക്കാൻ കഴിയണം.
ഓൺ-റെസിസ്റ്റൻസ്, ഗേറ്റ് ചാർജ്, "ഫിഗർ ഓഫ് മെറിറ്റ്"
MOSFET-ൻ്റെ ഓൺ-റെസിസ്റ്റൻസ് എല്ലായ്പ്പോഴും ഒന്നോ അതിലധികമോ ഗേറ്റ്-ടു-സോഴ്സ് വോൾട്ടേജുകളിൽ നിർണ്ണയിക്കപ്പെടുന്നു. പരമാവധി RDS(ഓൺ) പരിധി സാധാരണ മൂല്യത്തേക്കാൾ 20% മുതൽ 50% വരെ കൂടുതലായിരിക്കാം. RDS(ഓൺ) ൻ്റെ പരമാവധി പരിധി സാധാരണയായി 25 ഡിഗ്രി സെൽഷ്യസ് ജംഗ്ഷൻ താപനിലയിലെ മൂല്യത്തെ സൂചിപ്പിക്കുന്നു. ഉയർന്ന ഊഷ്മാവിൽ, ചിത്രം 1-ൽ കാണിച്ചിരിക്കുന്നതുപോലെ RDS(ഓൺ) 30% മുതൽ 150% വരെ വർദ്ധിക്കും. RDS(on) താപനിലയ്‌ക്കൊപ്പം മാറുന്നതിനാൽ കുറഞ്ഞ പ്രതിരോധ മൂല്യം ഉറപ്പുനൽകാൻ കഴിയാത്തതിനാൽ, RDS(on) അടിസ്ഥാനമാക്കിയുള്ള കറൻ്റ് കണ്ടെത്തുന്നത് അങ്ങനെയല്ല. വളരെ കൃത്യമായ ഒരു രീതി.
പരമാവധി പ്രവർത്തന താപനിലയുടെ 30% മുതൽ 150% വരെ താപനിലയിൽ ചിത്രം 1 RDS(ഓൺ) വർദ്ധിക്കുന്നു
എൻ-ചാനലിനും പി-ചാനലിനും മോസ്ഫെറ്റുകൾക്ക് ഓൺ-റെസിസ്റ്റൻസ് വളരെ പ്രധാനമാണ്. പവർ സപ്ലൈസ് മാറുന്നതിൽ, പവർ സപ്ലൈസ് മാറുന്നതിന് ഉപയോഗിക്കുന്ന N-ചാനൽ MOSFET- കൾക്കുള്ള ഒരു പ്രധാന തിരഞ്ഞെടുക്കൽ മാനദണ്ഡമാണ് Qg, കാരണം Qg സ്വിച്ചിംഗ് നഷ്ടത്തെ ബാധിക്കുന്നു. ഈ നഷ്ടങ്ങൾക്ക് രണ്ട് ഇഫക്റ്റുകൾ ഉണ്ട്: ഒന്ന് MOSFET-നെ ഓണും ഓഫും ബാധിക്കുന്ന സ്വിച്ചിംഗ് സമയമാണ്; മറ്റൊന്ന് ഓരോ സ്വിച്ചിംഗ് പ്രക്രിയയിലും ഗേറ്റ് കപ്പാസിറ്റൻസ് ചാർജ് ചെയ്യാൻ ആവശ്യമായ ഊർജ്ജമാണ്. ശ്രദ്ധിക്കേണ്ട ഒരു കാര്യം, Qg ഗേറ്റ്-സോഴ്സ് വോൾട്ടേജിനെ ആശ്രയിച്ചിരിക്കുന്നു, കുറഞ്ഞ Vgs ഉപയോഗിക്കുന്നത് സ്വിച്ചിംഗ് നഷ്ടം കുറയ്ക്കുന്നു. സ്വിച്ചിംഗ് ആപ്ലിക്കേഷനുകളിൽ ഉപയോഗിക്കുന്നതിന് ഉദ്ദേശിച്ചിട്ടുള്ള MOSFET- കൾ താരതമ്യം ചെയ്യുന്നതിനുള്ള ഒരു ദ്രുത മാർഗമെന്ന നിലയിൽ, ഡിസൈനർമാർ പലപ്പോഴും ചാലക നഷ്ടങ്ങൾക്ക് RDS(ഓൺ) ഉം നഷ്ടം മാറുന്നതിന് Qg ഉം അടങ്ങുന്ന ഒരു ഏകവചന ഫോർമുല ഉപയോഗിക്കുന്നു: RDS(on)xQg. ഈ "ഫിഗർ ഓഫ് മെറിറ്റ്" (FOM) ഉപകരണത്തിൻ്റെ പ്രകടനത്തെ സംഗ്രഹിക്കുകയും സാധാരണ അല്ലെങ്കിൽ പരമാവധി മൂല്യങ്ങളുടെ അടിസ്ഥാനത്തിൽ MOSFET കൾ താരതമ്യം ചെയ്യാൻ അനുവദിക്കുകയും ചെയ്യുന്നു. ഉപകരണങ്ങളിലുടനീളം കൃത്യമായ താരതമ്യം ഉറപ്പാക്കാൻ, RDS(ഓൺ), ക്യുജി എന്നിവയ്‌ക്ക് ഒരേ VGS ഉപയോഗിക്കുന്നുണ്ടെന്നും പ്രസിദ്ധീകരണത്തിൽ സാധാരണവും കൂടിയതുമായ മൂല്യങ്ങൾ ഒരുമിച്ച് ചേർക്കപ്പെടുന്നില്ലെന്നും നിങ്ങൾ ഉറപ്പാക്കേണ്ടതുണ്ട്. ആപ്ലിക്കേഷനുകൾ മാറുന്നതിൽ താഴ്ന്ന FOM നിങ്ങൾക്ക് മികച്ച പ്രകടനം നൽകും, എന്നാൽ ഇത് ഉറപ്പുനൽകുന്നില്ല. മികച്ച താരതമ്യ ഫലങ്ങൾ ഒരു യഥാർത്ഥ സർക്യൂട്ടിൽ മാത്രമേ ലഭിക്കൂ, ചില സന്ദർഭങ്ങളിൽ ഓരോ MOSFET-നും സർക്യൂട്ട് നന്നായി ട്യൂൺ ചെയ്യേണ്ടതായി വന്നേക്കാം. റേറ്റുചെയ്ത കറൻ്റും പവർ ഡിസ്‌സിപ്പേഷനും, വ്യത്യസ്ത ടെസ്റ്റ് അവസ്ഥകളെ അടിസ്ഥാനമാക്കി, മിക്ക MOSFET-കൾക്കും ഡാറ്റ ഷീറ്റിൽ ഒന്നോ അതിലധികമോ തുടർച്ചയായ ഡ്രെയിൻ കറൻ്റുകളുണ്ട്. റേറ്റിംഗ് നിർദ്ദിഷ്‌ട താപനിലയിലാണോ (ഉദാഹരണത്തിന് TC=25°C), അല്ലെങ്കിൽ ആംബിയൻ്റ് താപനിലയിലാണോ (ഉദാഹരണത്തിന് TA=25°C) എന്ന് മനസ്സിലാക്കാൻ നിങ്ങൾ ഡാറ്റ ഷീറ്റ് ശ്രദ്ധാപൂർവ്വം പരിശോധിക്കേണ്ടതുണ്ട്. ഈ മൂല്യങ്ങളിൽ ഏതാണ് ഏറ്റവും പ്രസക്തമായത് എന്നത് ഉപകരണത്തിൻ്റെ സവിശേഷതകളെയും ആപ്ലിക്കേഷനെയും ആശ്രയിച്ചിരിക്കും (ചിത്രം 2 കാണുക).
ചിത്രം 2 എല്ലാ കേവല പരമാവധി കറൻ്റും പവർ മൂല്യങ്ങളും യഥാർത്ഥ ഡാറ്റയാണ്
ഹാൻഡ്‌ഹെൽഡ് ഉപകരണങ്ങളിൽ ഉപയോഗിക്കുന്ന ചെറിയ ഉപരിതല മൌണ്ട് ഉപകരണങ്ങൾക്ക്, ഏറ്റവും പ്രസക്തമായ നിലവിലെ ലെവൽ 70°C ആംബിയൻ്റ് താപനിലയിലായിരിക്കാം. ഹീറ്റ് സിങ്കുകളും നിർബന്ധിത എയർ കൂളിംഗും ഉള്ള വലിയ ഉപകരണങ്ങൾക്ക്, നിലവിലെ TA=25℃ ലെവൽ യഥാർത്ഥ അവസ്ഥയോട് അടുത്തായിരിക്കാം. ചില ഉപകരണങ്ങൾക്ക്, പാക്കേജ് പരിധിയേക്കാൾ പരമാവധി ജംഗ്ഷൻ താപനിലയിൽ ഡൈയ്ക്ക് കൂടുതൽ കറൻ്റ് കൈകാര്യം ചെയ്യാൻ കഴിയും. ചില ഡാറ്റ ഷീറ്റുകളിൽ, ഈ "ഡൈ-ലിമിറ്റഡ്" കറൻ്റ് ലെവൽ "പാക്കേജ്-ലിമിറ്റഡ്" കറൻ്റ് ലെവലിലേക്കുള്ള അധിക വിവരമാണ്, ഇത് ഡൈയുടെ കരുത്തുറ്റതയെക്കുറിച്ച് നിങ്ങൾക്ക് ഒരു ആശയം നൽകും. തുടർച്ചയായ വൈദ്യുതി വിസർജ്ജനത്തിന് സമാനമായ പരിഗണനകൾ ബാധകമാണ്, ഇത് താപനിലയെ മാത്രമല്ല, സമയത്തെയും ആശ്രയിച്ചിരിക്കുന്നു. TA=70℃-ൽ 10 സെക്കൻഡ് PD=4W-ൽ തുടർച്ചയായി പ്രവർത്തിക്കുന്ന ഒരു ഉപകരണം സങ്കൽപ്പിക്കുക. MOSFET പാക്കേജിനെ അടിസ്ഥാനമാക്കി ഒരു "തുടർച്ചയുള്ള" സമയ കാലയളവ് മാറും, അതിനാൽ 10 സെക്കൻഡ്, 100 സെക്കൻഡ് അല്ലെങ്കിൽ 10 മിനിറ്റിന് ശേഷം പവർ ഡിസ്പേഷൻ എങ്ങനെയായിരിക്കുമെന്ന് കാണാൻ ഡാറ്റാഷീറ്റിൽ നിന്നുള്ള നോർമലൈസ്ഡ് തെർമൽ ട്രാൻസിയൻ്റ് ഇംപെഡൻസ് പ്ലോട്ട് ഉപയോഗിക്കാൻ നിങ്ങൾ ആഗ്രഹിക്കുന്നു. . ചിത്രം 3-ൽ കാണിച്ചിരിക്കുന്നതുപോലെ, 10-സെക്കൻഡ് പൾസിന് ശേഷമുള്ള ഈ പ്രത്യേക ഉപകരണത്തിൻ്റെ താപ പ്രതിരോധ ഗുണകം ഏകദേശം 0.33 ആണ്, അതായത് ഏകദേശം 10 മിനിറ്റിനുശേഷം പാക്കേജ് താപ സാച്ചുറേഷനിൽ എത്തിക്കഴിഞ്ഞാൽ, ഉപകരണത്തിൻ്റെ താപ വിസർജ്ജന ശേഷി 4W-ന് പകരം 1.33W മാത്രമാണ്. . നല്ല തണുപ്പിൽ ഉപകരണത്തിൻ്റെ താപ വിസർജ്ജന ശേഷി ഏകദേശം 2W എത്തുമെങ്കിലും.
ചിത്രം 3 പവർ പൾസ് പ്രയോഗിക്കുമ്പോൾ MOSFET ൻ്റെ താപ പ്രതിരോധം
വാസ്തവത്തിൽ, MOSFET എങ്ങനെ തിരഞ്ഞെടുക്കാം എന്നതിനെ നാല് ഘട്ടങ്ങളായി വിഭജിക്കാം.
ആദ്യ ഘട്ടം: N ചാനൽ അല്ലെങ്കിൽ P ചാനൽ തിരഞ്ഞെടുക്കുക
നിങ്ങളുടെ ഡിസൈനിനായി ശരിയായ ഉപകരണം തിരഞ്ഞെടുക്കുന്നതിനുള്ള ആദ്യപടി ഒരു N-ചാനൽ അല്ലെങ്കിൽ P-ചാനൽ MOSFET ഉപയോഗിക്കണമോ എന്ന് തീരുമാനിക്കുക എന്നതാണ്. ഒരു സാധാരണ പവർ ആപ്ലിക്കേഷനിൽ, ഒരു MOSFET ഗ്രൗണ്ടുമായി ബന്ധിപ്പിക്കുകയും ലോഡ് മെയിൻ വോൾട്ടേജുമായി ബന്ധിപ്പിക്കുകയും ചെയ്യുമ്പോൾ, MOSFET ലോ-സൈഡ് സ്വിച്ച് രൂപപ്പെടുത്തുന്നു. ലോ-സൈഡ് സ്വിച്ചിൽ, ഉപകരണം ഓഫാക്കാനോ ഓണാക്കാനോ ആവശ്യമായ വോൾട്ടേജിൻ്റെ പരിഗണന കാരണം N-ചാനൽ MOSFET-കൾ ഉപയോഗിക്കണം. MOSFET ബസ്സുമായി ബന്ധിപ്പിച്ച് ഗ്രൗണ്ടിലേക്ക് ലോഡ് ചെയ്യുമ്പോൾ, ഒരു ഹൈ-സൈഡ് സ്വിച്ച് ഉപയോഗിക്കുന്നു. പി-ചാനൽ MOSFET-കൾ സാധാരണയായി ഈ ടോപ്പോളജിയിൽ ഉപയോഗിക്കുന്നു, ഇത് വോൾട്ടേജ് ഡ്രൈവ് പരിഗണനകൾ മൂലവുമാണ്. നിങ്ങളുടെ ആപ്ലിക്കേഷനായി ശരിയായ ഉപകരണം തിരഞ്ഞെടുക്കുന്നതിന്, ഉപകരണം പ്രവർത്തിപ്പിക്കുന്നതിന് ആവശ്യമായ വോൾട്ടേജും നിങ്ങളുടെ രൂപകൽപ്പനയിൽ അത് ചെയ്യാനുള്ള എളുപ്പവഴിയും നിങ്ങൾ നിർണ്ണയിക്കണം. ആവശ്യമായ വോൾട്ടേജ് റേറ്റിംഗ് അല്ലെങ്കിൽ ഉപകരണത്തിന് താങ്ങാനാകുന്ന പരമാവധി വോൾട്ടേജ് നിർണ്ണയിക്കുക എന്നതാണ് അടുത്ത ഘട്ടം. ഉയർന്ന വോൾട്ടേജ് റേറ്റിംഗ്, ഉപകരണത്തിൻ്റെ ഉയർന്ന വില. പ്രായോഗിക അനുഭവം അനുസരിച്ച്, റേറ്റുചെയ്ത വോൾട്ടേജ് മെയിൻ വോൾട്ടേജിനെക്കാളും ബസ് വോൾട്ടേജിനെക്കാളും കൂടുതലായിരിക്കണം. MOSFET പരാജയപ്പെടാതിരിക്കാൻ ഇത് മതിയായ സംരക്ഷണം നൽകും. ഒരു MOSFET തിരഞ്ഞെടുക്കുമ്പോൾ, ഡ്രെയിനിൽ നിന്ന് ഉറവിടത്തിലേക്ക് സഹിക്കാൻ കഴിയുന്ന പരമാവധി വോൾട്ടേജ് നിർണ്ണയിക്കേണ്ടത് ആവശ്യമാണ്, അതായത് പരമാവധി VDS. ഒരു MOSFET ന് താപനിലയിലെ മാറ്റങ്ങളെ നേരിടാൻ കഴിയുന്ന പരമാവധി വോൾട്ടേജാണെന്ന് അറിയേണ്ടത് പ്രധാനമാണ്. ഡിസൈനർമാർ മുഴുവൻ പ്രവർത്തന താപനില പരിധിയിലും വോൾട്ടേജ് വ്യതിയാനങ്ങൾ പരിശോധിക്കണം. സർക്യൂട്ട് പരാജയപ്പെടില്ലെന്ന് ഉറപ്പാക്കാൻ റേറ്റുചെയ്ത വോൾട്ടേജിന് ഈ വ്യതിയാന ശ്രേണി ഉൾക്കൊള്ളാൻ മതിയായ മാർജിൻ ഉണ്ടായിരിക്കണം. മോട്ടോറുകൾ അല്ലെങ്കിൽ ട്രാൻസ്ഫോർമറുകൾ പോലെയുള്ള ഇലക്ട്രോണിക്സ് സ്വിച്ചുചെയ്യുന്നതിലൂടെ ഉണ്ടാകുന്ന വോൾട്ടേജ് ട്രാൻസിയൻ്റുകൾ ഡിസൈൻ എഞ്ചിനീയർമാർ പരിഗണിക്കേണ്ട മറ്റ് സുരക്ഷാ ഘടകങ്ങൾ ഉൾപ്പെടുന്നു. വ്യത്യസ്ത ആപ്ലിക്കേഷനുകൾക്കായി റേറ്റുചെയ്ത വോൾട്ടേജുകൾ വ്യത്യാസപ്പെടുന്നു; സാധാരണയായി, പോർട്ടബിൾ ഉപകരണങ്ങൾക്ക് 20V, FPGA പവർ സപ്ലൈകൾക്ക് 20-30V, 85-220VAC ആപ്ലിക്കേഷനുകൾക്ക് 450-600V.
ഘട്ടം 2: റേറ്റുചെയ്ത കറൻ്റ് നിർണ്ണയിക്കുക
MOSFET ൻ്റെ നിലവിലെ റേറ്റിംഗ് തിരഞ്ഞെടുക്കുന്നതാണ് രണ്ടാമത്തെ ഘട്ടം. സർക്യൂട്ട് കോൺഫിഗറേഷനെ ആശ്രയിച്ച്, ഈ റേറ്റുചെയ്ത കറൻ്റ് എല്ലാ സാഹചര്യങ്ങളിലും ലോഡ് നേരിടാൻ കഴിയുന്ന പരമാവധി കറൻ്റ് ആയിരിക്കണം. വോൾട്ടേജ് സാഹചര്യത്തിന് സമാനമായി, സിസ്റ്റം നിലവിലെ സ്പൈക്കുകൾ സൃഷ്ടിക്കുമ്പോൾ പോലും, തിരഞ്ഞെടുത്ത MOSFET ന് ഈ നിലവിലെ റേറ്റിംഗിനെ നേരിടാൻ കഴിയുമെന്ന് ഡിസൈനർ ഉറപ്പാക്കണം. നിലവിലുള്ള രണ്ട് അവസ്ഥകൾ തുടർച്ചയായ മോഡും പൾസ് സ്പൈക്കും ആണ്. തുടർച്ചയായ ചാലക മോഡിൽ, MOSFET ഒരു സ്ഥിരമായ അവസ്ഥയിലാണ്, അവിടെ വൈദ്യുതധാര തുടർച്ചയായി ഉപകരണത്തിലൂടെ ഒഴുകുന്നു. ഒരു പൾസ് സ്പൈക്ക് എന്നത് ഉപകരണത്തിലൂടെ ഒഴുകുന്ന ഒരു വലിയ കുതിച്ചുചാട്ടത്തെ (അല്ലെങ്കിൽ സ്പൈക്ക് കറൻ്റ്) സൂചിപ്പിക്കുന്നു. ഈ വ്യവസ്ഥകൾക്ക് കീഴിലുള്ള പരമാവധി കറൻ്റ് നിർണ്ണയിച്ചുകഴിഞ്ഞാൽ, ഈ പരമാവധി കറൻ്റ് കൈകാര്യം ചെയ്യാൻ കഴിയുന്ന ഒരു ഉപകരണം തിരഞ്ഞെടുക്കുന്നത് മാത്രമാണ്. റേറ്റുചെയ്ത കറൻ്റ് തിരഞ്ഞെടുത്ത ശേഷം, ചാലക നഷ്ടവും കണക്കാക്കണം. യഥാർത്ഥ സാഹചര്യങ്ങളിൽ, MOSFET ഒരു അനുയോജ്യമായ ഉപകരണമല്ല, കാരണം ചാലക പ്രക്രിയയിൽ വൈദ്യുതോർജ്ജ നഷ്ടം സംഭവിക്കുന്നു, അതിനെ ചാലക നഷ്ടം എന്ന് വിളിക്കുന്നു. ഒരു MOSFET "ഓൺ" ആയിരിക്കുമ്പോൾ ഒരു വേരിയബിൾ റെസിസ്റ്റർ പോലെ പ്രവർത്തിക്കുന്നു, ഇത് ഉപകരണത്തിൻ്റെ RDS(ON) നിർണ്ണയിക്കുകയും താപനിലയിൽ കാര്യമായ മാറ്റം വരുത്തുകയും ചെയ്യുന്നു. ഉപകരണത്തിൻ്റെ വൈദ്യുതി നഷ്ടം Iload2×RDS(ON) ഉപയോഗിച്ച് കണക്കാക്കാം. താപനിലയനുസരിച്ച് ഓൺ-റെസിസ്റ്റൻസ് മാറുന്നതിനാൽ, വൈദ്യുതി നഷ്ടവും ആനുപാതികമായി മാറും. MOSFET-ലേക്ക് ഉയർന്ന വോൾട്ടേജ് VGS പ്രയോഗിക്കുമ്പോൾ, RDS(ON) ചെറുതായിരിക്കും; നേരെമറിച്ച്, RDS(ON) ഉയർന്നതായിരിക്കും. സിസ്റ്റം ഡിസൈനറെ സംബന്ധിച്ചിടത്തോളം, സിസ്റ്റം വോൾട്ടേജിനെ ആശ്രയിച്ച് ട്രേഡ്-ഓഫുകൾ വരുന്നത് ഇവിടെയാണ്. പോർട്ടബിൾ ഡിസൈനുകൾക്ക്, താഴ്ന്ന വോൾട്ടേജുകൾ ഉപയോഗിക്കുന്നത് എളുപ്പമാണ് (കൂടുതൽ സാധാരണമാണ്), വ്യാവസായിക ഡിസൈനുകൾക്ക് ഉയർന്ന വോൾട്ടേജുകൾ ഉപയോഗിക്കാം. RDS(ON) പ്രതിരോധം കറൻ്റിനൊപ്പം ചെറുതായി ഉയരുമെന്നത് ശ്രദ്ധിക്കുക. RDS(ON) റെസിസ്റ്ററിൻ്റെ വിവിധ ഇലക്ട്രിക്കൽ പാരാമീറ്ററുകളിലെ വ്യതിയാനങ്ങൾ നിർമ്മാതാവ് നൽകുന്ന സാങ്കേതിക ഡാറ്റ ഷീറ്റിൽ കാണാം. ഉപകരണത്തിൻ്റെ സവിശേഷതകളിൽ സാങ്കേതികവിദ്യയ്ക്ക് കാര്യമായ സ്വാധീനമുണ്ട്, കാരണം പരമാവധി VDS വർദ്ധിപ്പിക്കുമ്പോൾ ചില സാങ്കേതികവിദ്യകൾ RDS(ON) വർദ്ധിപ്പിക്കുന്നു. അത്തരമൊരു സാങ്കേതികവിദ്യയ്ക്കായി, നിങ്ങൾ VDS, RDS(ON) എന്നിവ കുറയ്ക്കാൻ ഉദ്ദേശിക്കുന്നുവെങ്കിൽ, നിങ്ങൾ ചിപ്പ് വലുപ്പം വർദ്ധിപ്പിക്കേണ്ടതുണ്ട്, അതുവഴി പൊരുത്തപ്പെടുന്ന പാക്കേജ് വലുപ്പവും അനുബന്ധ വികസന ചെലവുകളും വർദ്ധിപ്പിക്കും. വ്യവസായത്തിൽ ചിപ്പ് വലുപ്പം വർദ്ധിക്കുന്നത് നിയന്ത്രിക്കാൻ ശ്രമിക്കുന്ന നിരവധി സാങ്കേതികവിദ്യകളുണ്ട്, അവയിൽ ഏറ്റവും പ്രധാനപ്പെട്ടത് ചാനൽ, ചാർജ് ബാലൻസിങ് സാങ്കേതികവിദ്യകളാണ്. ട്രെഞ്ച് ടെക്നോളജിയിൽ, ഓൺ-റെസിസ്റ്റൻസ് RDS(ON) കുറയ്ക്കുന്നതിന്, സാധാരണയായി കുറഞ്ഞ വോൾട്ടേജുകൾക്കായി കരുതിവച്ചിരിക്കുന്ന ആഴത്തിലുള്ള ഒരു ട്രെഞ്ച് വേഫറിൽ ഉൾപ്പെടുത്തിയിട്ടുണ്ട്. ആർഡിഎസിൽ (ഓൺ) പരമാവധി വിഡിഎസിൻ്റെ ആഘാതം കുറയ്ക്കുന്നതിന്, വികസന പ്രക്രിയയിൽ ഒരു എപ്പിറ്റാക്സിയൽ ഗ്രോത്ത് കോളം/എച്ചിംഗ് കോളം പ്രോസസ്സ് ഉപയോഗിച്ചു. ഉദാഹരണത്തിന്, ഫെയർചൈൽഡ് അർദ്ധചാലകം സൂപ്പർഫെറ്റ് എന്ന സാങ്കേതികവിദ്യ വികസിപ്പിച്ചെടുത്തിട്ടുണ്ട്, അത് RDS(ON) കുറയ്ക്കുന്നതിനുള്ള അധിക നിർമ്മാണ ഘട്ടങ്ങൾ ചേർക്കുന്നു. RDS(ON)-ൽ ഈ ഫോക്കസ് പ്രധാനമാണ്, കാരണം ഒരു സാധാരണ MOSFET-ൻ്റെ ബ്രേക്ക്ഡൗൺ വോൾട്ടേജ് വർദ്ധിക്കുന്നതിനനുസരിച്ച്, RDS(ON) ക്രമാതീതമായി വർദ്ധിക്കുകയും ഡൈ സൈസ് വർദ്ധിക്കുന്നതിലേക്ക് നയിക്കുകയും ചെയ്യുന്നു. സൂപ്പർഫെറ്റ് പ്രക്രിയ RDS(ON) ഉം വേഫർ വലുപ്പവും തമ്മിലുള്ള എക്‌സ്‌പോണൻഷ്യൽ ബന്ധത്തെ ഒരു രേഖീയ ബന്ധമാക്കി മാറ്റുന്നു. ഈ രീതിയിൽ, SuperFET ഉപകരണങ്ങൾക്ക് 600V വരെ ബ്രേക്ക്ഡൗൺ വോൾട്ടേജുകളുണ്ടെങ്കിലും ചെറിയ ഡൈ സൈസുകളിൽ അനുയോജ്യമായ കുറഞ്ഞ RDS(ON) നേടാൻ കഴിയും. വേഫർ വലുപ്പം 35% വരെ കുറയ്ക്കാം എന്നതാണ് ഫലം. അന്തിമ ഉപയോക്താക്കൾക്ക്, ഇത് പാക്കേജിൻ്റെ വലുപ്പത്തിൽ ഗണ്യമായ കുറവ് അർത്ഥമാക്കുന്നു.
ഘട്ടം മൂന്ന്: താപ ആവശ്യകതകൾ നിർണ്ണയിക്കുക
ഒരു MOSFET തിരഞ്ഞെടുക്കുന്നതിനുള്ള അടുത്ത ഘട്ടം സിസ്റ്റത്തിൻ്റെ താപ ആവശ്യകതകൾ കണക്കാക്കുക എന്നതാണ്. ഡിസൈനർമാർ രണ്ട് വ്യത്യസ്ത സാഹചര്യങ്ങൾ പരിഗണിക്കണം, ഏറ്റവും മോശം സാഹചര്യവും യഥാർത്ഥ ലോക സാഹചര്യവും. ഏറ്റവും മോശമായ കണക്കുകൂട്ടൽ ഫലം ഉപയോഗിക്കാൻ ശുപാർശ ചെയ്യുന്നു, കാരണം ഈ ഫലം ഒരു വലിയ സുരക്ഷാ മാർജിൻ നൽകുകയും സിസ്റ്റം പരാജയപ്പെടില്ലെന്ന് ഉറപ്പാക്കുകയും ചെയ്യുന്നു. MOSFET ഡാറ്റ ഷീറ്റിൽ ശ്രദ്ധിക്കേണ്ട ചില അളവെടുപ്പ് ഡാറ്റയും ഉണ്ട്; പാക്കേജുചെയ്ത ഉപകരണത്തിൻ്റെ അർദ്ധചാലക ജംഗ്ഷനും പരിസ്ഥിതിയും തമ്മിലുള്ള താപ പ്രതിരോധം, പരമാവധി ജംഗ്ഷൻ താപനില. ഉപകരണത്തിൻ്റെ ജംഗ്ഷൻ താപനില പരമാവധി ആംബിയൻ്റ് താപനിലയും താപ പ്രതിരോധത്തിൻ്റെയും പവർ ഡിസിപ്പേഷൻ്റെയും ഉൽപ്പന്നത്തിന് തുല്യമാണ് (ജംഗ്ഷൻ താപനില = പരമാവധി ആംബിയൻ്റ് താപനില + [താപ പ്രതിരോധം × പവർ ഡിസിപ്പേഷൻ]). ഈ സമവാക്യം അനുസരിച്ച്, സിസ്റ്റത്തിൻ്റെ പരമാവധി പവർ ഡിസ്പേഷൻ പരിഹരിക്കാൻ കഴിയും, ഇത് നിർവചനപ്രകാരം I2×RDS(ON) ന് തുല്യമാണ്. ഉപകരണത്തിലൂടെ കടന്നുപോകുന്ന പരമാവധി കറൻ്റ് ഡിസൈനർ നിർണ്ണയിച്ചതിനാൽ, വ്യത്യസ്ത താപനിലകളിൽ RDS(ON) കണക്കാക്കാം. ലളിതമായ താപ മോഡലുകൾ കൈകാര്യം ചെയ്യുമ്പോൾ, ഡിസൈനർമാർ അർദ്ധചാലക ജംഗ്ഷൻ / ഡിവൈസ് കേസ്, കേസ് / പരിസ്ഥിതി എന്നിവയുടെ താപ ശേഷിയും പരിഗണിക്കണം എന്നത് ശ്രദ്ധിക്കേണ്ടതാണ്; പ്രിൻ്റഡ് സർക്യൂട്ട് ബോർഡും പാക്കേജും ഉടനടി ചൂടാകാതിരിക്കാൻ ഇത് ആവശ്യമാണ്. അവലാഞ്ച് തകരാർ അർത്ഥമാക്കുന്നത് അർദ്ധചാലക ഉപകരണത്തിലെ റിവേഴ്സ് വോൾട്ടേജ് പരമാവധി മൂല്യത്തെ കവിയുകയും ഉപകരണത്തിലെ കറൻ്റ് വർദ്ധിപ്പിക്കുന്നതിന് ശക്തമായ ഒരു വൈദ്യുത മണ്ഡലം രൂപപ്പെടുകയും ചെയ്യുന്നു എന്നാണ്. ഈ വൈദ്യുത പ്രവാഹം വൈദ്യുതിയെ ഇല്ലാതാക്കുകയും ഉപകരണത്തിൻ്റെ താപനില വർദ്ധിപ്പിക്കുകയും ഉപകരണത്തിന് കേടുപാടുകൾ വരുത്തുകയും ചെയ്യും. അർദ്ധചാലക കമ്പനികൾ ഉപകരണങ്ങളിൽ അവലാഞ്ച് പരിശോധന നടത്തുകയോ അവയുടെ അവലാഞ്ച് വോൾട്ടേജ് കണക്കാക്കുകയോ ഉപകരണത്തിൻ്റെ കരുത്തുറ്റത പരിശോധിക്കുകയോ ചെയ്യും. റേറ്റുചെയ്ത അവലാഞ്ച് വോൾട്ടേജ് കണക്കാക്കുന്നതിന് രണ്ട് രീതികളുണ്ട്; ഒന്ന് സ്റ്റാറ്റിസ്റ്റിക്കൽ രീതിയും മറ്റൊന്ന് തെർമൽ കണക്കുകൂട്ടലും. കൂടുതൽ പ്രായോഗികമായതിനാൽ താപ കണക്കുകൂട്ടൽ വ്യാപകമായി ഉപയോഗിക്കുന്നു. പല കമ്പനികളും അവരുടെ ഉപകരണ പരിശോധനയുടെ വിശദാംശങ്ങൾ നൽകിയിട്ടുണ്ട്. ഉദാഹരണത്തിന്, ഫെയർചൈൽഡ് സെമികണ്ടക്ടർ "പവർ മോസ്ഫെറ്റ് അവലാഞ്ച് മാർഗ്ഗനിർദ്ദേശങ്ങൾ" നൽകുന്നു (പവർ മോസ്ഫെറ്റ് അവലാഞ്ച് മാർഗ്ഗനിർദ്ദേശങ്ങൾ-ഫെയർചൈൽഡ് വെബ്സൈറ്റിൽ നിന്ന് ഡൗൺലോഡ് ചെയ്യാം). കമ്പ്യൂട്ടിംഗിനുപുറമെ, അവലാഞ്ച് ഇഫക്റ്റിൽ സാങ്കേതികവിദ്യയ്ക്കും വലിയ സ്വാധീനമുണ്ട്. ഉദാഹരണത്തിന്, ഡൈ സൈസ് വർദ്ധിക്കുന്നത് ഹിമപാത പ്രതിരോധം വർദ്ധിപ്പിക്കുകയും ആത്യന്തികമായി ഉപകരണത്തിൻ്റെ കരുത്ത് വർദ്ധിപ്പിക്കുകയും ചെയ്യുന്നു. അന്തിമ ഉപയോക്താക്കൾക്കായി, സിസ്റ്റത്തിൽ വലിയ പാക്കേജുകൾ ഉപയോഗിക്കുന്നു എന്നാണ് ഇതിനർത്ഥം.
ഘട്ടം 4: സ്വിച്ച് പ്രകടനം നിർണ്ണയിക്കുക
MOSFET തിരഞ്ഞെടുക്കുന്നതിനുള്ള അവസാന ഘട്ടം MOSFET-ൻ്റെ സ്വിച്ചിംഗ് പ്രകടനം നിർണ്ണയിക്കുക എന്നതാണ്. സ്വിച്ചിംഗ് പ്രകടനത്തെ ബാധിക്കുന്ന നിരവധി പാരാമീറ്ററുകൾ ഉണ്ട്, എന്നാൽ ഏറ്റവും പ്രധാനപ്പെട്ടത് ഗേറ്റ്/ഡ്രെയിൻ, ഗേറ്റ്/സോഴ്സ്, ഡ്രെയിൻ/സോഴ്സ് കപ്പാസിറ്റൻസ് എന്നിവയാണ്. ഈ കപ്പാസിറ്ററുകൾ ഉപകരണത്തിൽ സ്വിച്ചിംഗ് നഷ്ടം സൃഷ്ടിക്കുന്നു, കാരണം അവ മാറുമ്പോഴെല്ലാം അവ ചാർജ് ചെയ്യപ്പെടുന്നു. അതിനാൽ MOSFET ൻ്റെ സ്വിച്ചിംഗ് വേഗത കുറയുന്നു, കൂടാതെ ഉപകരണത്തിൻ്റെ കാര്യക്ഷമതയും കുറയുന്നു. സ്വിച്ചിംഗ് സമയത്ത് ഒരു ഉപകരണത്തിലെ മൊത്തം നഷ്ടം കണക്കാക്കാൻ, ഡിസൈനർ ടേൺ-ഓൺ സമയത്ത് (Eon) നഷ്ടവും ടേൺ ഓഫ് ചെയ്യുമ്പോൾ (Eoff) നഷ്ടവും കണക്കാക്കണം. MOSFET സ്വിച്ചിൻ്റെ ആകെ ശക്തി ഇനിപ്പറയുന്ന സമവാക്യം ഉപയോഗിച്ച് പ്രകടിപ്പിക്കാം: Psw=(Eon+Eoff)×സ്വിച്ചിംഗ് ഫ്രീക്വൻസി. ഗേറ്റ് ചാർജ് (ക്യുജിഡി) പ്രകടനത്തെ മാറ്റുന്നതിൽ ഏറ്റവും വലിയ സ്വാധീനം ചെലുത്തുന്നു. സ്വിച്ചിംഗ് പ്രകടനത്തിൻ്റെ പ്രാധാന്യത്തെ അടിസ്ഥാനമാക്കി, ഈ സ്വിച്ചിംഗ് പ്രശ്നം പരിഹരിക്കുന്നതിന് പുതിയ സാങ്കേതികവിദ്യകൾ നിരന്തരം വികസിപ്പിച്ചുകൊണ്ടിരിക്കുന്നു. ചിപ്പ് വലിപ്പം കൂടുന്നത് ഗേറ്റ് ചാർജ് വർദ്ധിപ്പിക്കുന്നു; ഇത് ഉപകരണത്തിൻ്റെ വലുപ്പം വർദ്ധിപ്പിക്കുന്നു. സ്വിച്ചിംഗ് നഷ്ടം കുറയ്ക്കുന്നതിന്, ഗേറ്റ് ചാർജ് കുറയ്ക്കാൻ ലക്ഷ്യമിട്ട് ചാനൽ കട്ടിയുള്ള അടിഭാഗം ഓക്സിഡേഷൻ പോലുള്ള പുതിയ സാങ്കേതികവിദ്യകൾ ഉയർന്നുവന്നിട്ടുണ്ട്. ഉദാഹരണത്തിന്, പുതിയ സാങ്കേതികവിദ്യയായ SuperFET ന് RDS(ON), ഗേറ്റ് ചാർജ് (Qg) എന്നിവ കുറയ്ക്കുന്നതിലൂടെ ചാലക നഷ്ടങ്ങൾ കുറയ്ക്കാനും സ്വിച്ചിംഗ് പ്രകടനം മെച്ചപ്പെടുത്താനും കഴിയും. ഈ രീതിയിൽ, മാറുന്ന സമയത്ത് ഉയർന്ന സ്പീഡ് വോൾട്ടേജ് ട്രാൻസിയൻ്റുകളേയും (dv/dt) കറൻ്റ് ട്രാൻസിയൻ്റുകളേയും (di/dt) നേരിടാൻ MOSFET-കൾക്ക് കഴിയും, കൂടാതെ ഉയർന്ന സ്വിച്ചിംഗ് ഫ്രീക്വൻസികളിൽ പോലും വിശ്വസനീയമായി പ്രവർത്തിക്കാനും കഴിയും.
പോസ്റ്റ് സമയം: ഒക്ടോബർ-23-2023
