用功率MOSFET系列器件設計更綠色、更小的電源

TrenchFET? IV是TrenchFET功率MOSFET家族中的最新一代產品。與TrenchFET III相比，TrenchFET IV的導通電阻(RDS(ON))和柵極電荷(QG, QGD)數值都有所減小，降低了同步DC/DC轉換器中的損耗。過去，降低RDS(ON)通常會以更高的柵極電荷做為折中。但TrenchFET IV采用一種新的高密度設計，同時實現了優化的柵極電荷水平和更低的RDS(ON)。表1比較了TrenchFET IV產品SiRA00DP和采用以前最先進技術的SiR812DP TrenchFET Gen III功率MOSFET。新器件的RDS(ON)和Qg分別低30%和39%。

改善導通電阻與柵極電荷乘積(優值系數，FOM)，不僅能夠提高總體的系統效率，還能夠使DC/DC轉換器實現更高的功率密度和更高的開關頻率。為驗證從TrenchFET III到TrenchFET IV在效率上的提高，我們測試了兩個TrenchFET IV，分別是SiRA14DP和SiRA04DP，使用19V的輸入電壓以實現1V的輸出。

圖1演示了在同步降壓轉換器中使用TrenchFET IV做為“控制FET”的情況，TrenchFET IV的效率比TrenchFET III高0.5%，電流最高達27A。圖2顯示了在同步降壓轉換器中將TrenchFET IV用作“同步FET”對效率的提高情況。改用TrenchFET IV，能夠在兩個關鍵的地方獲得改善：效率提高1.5%以上，每個MOSFET處理的輸出電流更大。更高的輸出電流處理能力使設計者在能夠減小處理給定電流水平所需的MOSFET的數量和尺寸。

圖3顯示，TrenchFET IV產品的封裝比TrenchFET III小66%，仍可以實現更高的效率。SiSA04DN是采用PowerPAK? 1212-8封裝的TrenchFET IV器件，占位面積9mm2，SiR818DP是采用30mm2 PowerPAK? SO?8封裝的TrenchFET III器件。TrenchFET IV比TrenchFET III產品的功率損失減少了最多17%。

對損耗的改善情況顯示在圖4中，尤其是在15A的峰值電流下的損耗降低得非常明顯。

結論：

TrenchFET IV產品用在同步降壓轉換器中，能夠提高整體的系統效率和功率密度。這些產品的更高性能還能夠實現更小的設計尺寸，并且有可能使用更少的元器件?？傊?，這些產品的優點是能夠實現更綠色、更高效和小尺寸的電源設計。