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瑞薩發(fā)布雙類型的功率MOSFET產品

2008-07-29
作者:瑞薩科技

??? 瑞薩" title="瑞薩">瑞薩科技(Renesas Technology Corp.)近日宣布,推出適用于筆記本電腦及通信設備等產品的存儲器或ASIC同步整流DC/DC轉換器的RJK0383DPA。該器件集成雙類型功率MOSFET,可以實現(xiàn)更高的電源效率" title="電源效率">電源效率。據(jù)悉,此器件樣品將于在200810月在日本開始供應。

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??????? RJK0383DPA集成了兩種不同類型的雙" title="的雙">的雙功率MOSFET,構成了一個采用WPAK『注1』(瑞薩封裝代碼)高熱輻射封裝的同步整流DC/DC轉換器,其面積為5.1×6.1 mm,厚度為0.8 mm(最大)。

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??????? RJK0383DPA的功能概括如下:

?? (1)先進工藝實現(xiàn)了91.6%的高效電源效率。

??????? RJK0383DPA采用先進的第十代功率MOSFET,實現(xiàn)了更高的電源效率。例如當把12V輸入轉換成為1.1V輸出時,電源效率為91.6%(在600 kHz開關頻率條件下),這是業(yè)界最高的效率。功率MOSFET處理的電源輸出電流比瑞薩早期的雙類型功率產品增加了一倍。

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?? (2)通過將之前配置雙封裝功率MOSFET的芯片的安裝面積減少一半,實現(xiàn)更為精巧的電源設計和安裝密度。

??? 通過實現(xiàn)更高的電源效率,RJK0383DPA將配置雙封裝功率MOSFET的芯片安裝面積減少了大約一半,從而實現(xiàn)了更加小巧的同步整流DC/DC轉換器和更高的安裝密度。RJK0383DPA在緊湊型移動設備的應用上顯得尤為有效。

據(jù)悉,RJK0383DPA的后續(xù)產品將是采用不同額定輸出電流的兩款新品——RJK0384DPARJK0389DPA,樣品預計將于200810月在日本交付。

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??????? <產品背景>

??? 典型的通信設備,便攜式PC、圖形卡等信息設備,以及存儲器、ASIC、圖形處理單元(GPU)等元器件都使用不同的電源電壓,需要使用多個同步整流DC/DC轉換器。此外,最近幾年由于更多功能和性能以及數(shù)據(jù)處理量的增加,獨立的微處理芯片的功耗也在不斷增加。這對具有更低電壓和更高電流規(guī)格的同步整流DC/DC轉換器提出了更高要求,當一個系統(tǒng)中使用的功率MOSFET數(shù)量增加時問題便會出現(xiàn)。

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??? 為了滿足這些要求,瑞薩提高了其功率MOSFET產品的性能,并改進了封裝配置。通過采用雙封裝配置提高了同步整流DC/DC轉換器的電源效率,在沒有增加功率MOSFET數(shù)量的基礎上增強了電源輸出電流。此外,瑞薩還開發(fā)和批量生產了在一個封裝中集成兩個功率MOSFET的雙類型產品,進而減少了安裝面積。不過,由于散熱問題,雙類型功率MOSFET產品的電源效率不像雙封裝功率MOSFET配置那樣好,而且電流輸出較低。很明顯,市場需要一種具有改善電源效率的雙類型功率MOSFET產品,來滿足移動設備的小型化需求。

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??? 新型RJK0383DPA是采用先進的第十代低損耗工藝制造的雙類型功率MOSFET,與瑞薩較早的雙類型產品相比,它可以實現(xiàn)高出大約7%的電源效率。

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??????? <產品細節(jié)>

??????? RJK0383DPA集成了兩種不同類型的雙功率MOSFET,一個作為高側單元,另一個是低側單元『注2』。高側功率MOSFET具有1.5 nCVDD=10V時)的漏-柵負載(Qgd),可以實現(xiàn)高開關速度和更高的效率。低側功率MOSFET具有3.7 mΩ(典型值:4.5 V)的低導通電阻" title="導通電阻">導通電阻『注3』(RDSon)),可以降低功率損耗。

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??? 此外,低側功率MOSFET還在同一個芯片上集成了肖特基勢壘二極管(SBD),以盡量降低彼此之間的布線電感『注4』,這就加快了DC/DC轉換器死區(qū)時間流到肖特基勢壘二極管的電流開關速度,從而進一步降低了損耗。它還可以有效地抑制開關期間的電壓尖峰,進而減少噪聲。

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??? 用于制造RJK0383DPA的第十代工藝可以實現(xiàn)比此前的第九代工藝更低的損耗和更高的效率。該器件的導通電阻約為30%以下,而柵電荷電容(Qg)和漏-柵負載(Qgd)的不同特性大約分別為27%30%,兩者都與較早的功率MOSFET產品的導通電阻相當。

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??????? RJK0383DPA的后續(xù)產品是兩款不同額定輸出電流產品-RJK0384DPARJK0389DPA,未來適用于其他DC/DC轉換器電源指標的更多產品將加入該系列當中,以滿足各種市場需求。

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????? ? <典型應用>

??? 用于筆記本電腦、圖形卡、服務器和通信設備的同步整流DC/DC轉換器。

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<日本市場價格> *僅供參考

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產品名稱

封裝

樣品價格[包括稅金](日元)

RJK0383DPA

WPAK
(瑞薩封裝代碼)

?95

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<規(guī)格>

??? Ta = 25℃

產品名稱

項目

最大額定值

導通電阻,RDS(On)(mW)

Qgd*
(nC)

VDD=10V

封裝

VDSS
(V)

ID
(A)

VGS = 4.5 V

VGS = 10 V

典型值

最大

典型值

最大

RJK0382DPA

高側MOS

30

15

12.0

16.8

8.5

11.1

1.5

WPAK
(瑞薩封裝代碼)

低側MOS
(SBD** 片上)

30

45

3.7

5.2

2.5

3.3

6.5

<參考>RJK0384DPA

高側MOS

30

15

12.0

16.8

8.5

11.1

1.5

低側MOS
(SBD** 片上)

30

42

4.3

6.0

2.9

3.8

5.2

<參考>RJK0389DPA

高側MOS

30

15

11.8

16.5

8.2

10.7

1.4

低側MOS
(SBD** 片上)

30

20

10.5

14.7

6.8

8.9

2.2

??? * 漏-柵負載(Qgd)

??? **SBD:肖特基勢壘二極管

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<圖片>

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<注釋>

1.WPAK高熱輻射封裝:在一個功率MOSFET中,熱量是由導通電阻、開關和類似的功耗因素生成的。電流大小的控制是由這種熱量如何有效地被釋放來決定的。WPAK封裝結構有助于將板背面的散熱片芯焊點的熱量散到板上,從而實現(xiàn)較大電流的控制。

2.高側和低側單元:這些單元用于非隔離型DC/DC" title="DC/DC">DC/DC轉換器開關,通過高側和低側之間的交替通/斷的方法進行電壓轉換。在高側導通時間,可以控制每個周期的大約10%的短脈沖,余下的90%是低側單元的導通時間。因此,一個單元的特征強調的是高側單元選擇的開關速度,另一個特征強調的是低側單元選擇的低導通時間。

3.導通電阻:功率MOSFET工作時的工作電阻。導通電阻是影響功率MOSFET性能的最重要的參數(shù),導通電阻下降時性能增加。

4.布線電感:自然地出現(xiàn)在布線中的寄生電感,其值大約與布線長度成正比。該值越大,功率MOSFET和肖特基勢壘二極管之間的電流開關時間越長,開關損耗也就越大。

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