小小的電源開關可如何拯救世界(08-100)

　　但也并非沒有優點。由于晶體管單元 (通常按條狀排列) 尺寸的減小，導通阻抗可大幅度改善。因此，對于給定的RDSON 值，芯片尺寸要小得多，成本效益也更高，而且需要的柵極驅動功率更低 (改進器件結構，減少柵極的內部電容)。現在，擊穿電壓600V、導通阻抗低于85毫歐的功率MOSFET (TO220封裝)已面市，其在特定點的功率損耗只是前幾代產品的二分之一。

　　另一項重大進步是垂直晶體管中塊狀半導體材料阻抗的降低。在功率MOSFET中，反應大部分都是發生在表面以下數微米內，這一厚度正好是機械處理所需的，并允許損耗區域延伸到器件更深部分，但不超過最大電場強度。正因為此，業界的研發重點都集中在使晶圓更薄、改進處理技術以去除電流路徑上的阻抗就不足為奇了。被稱為“超結”MOSFET的最新器件結構增加了器件的n摻雜，可進一步減小這種阻抗，而且它又被大半器件引入的p摻雜所抵消掉，以保持總體電荷平衡。

　　至于IGBT，它運用溝道技術來減小片上橫向隔離結構的大小，有助于減小芯片面積，同時保持性能。但這些溝道必需支持很高的隔離電壓，故取得這一技術的進步并不容易。結果是相比前幾代產品，導通損耗降低25%，開關損耗降低8%。對于加熱應用，由于普遍使用基于IGBT的感應加熱器，其效率從40% (氣體) 左右提高到90%以上。

　　這種新器件將如何改變應用前景呢?當前，節能和相關新規范前所未有的重要。現有電路和器件也可以滿足這些規范，但無法同時保持現有的成本水平。飛兆半導體推出的新電源開關卻具有一流的性價比，能協助眾多研發工程師輕松應對公司和客戶提出的提高電源子系統效率的挑戰。

　　必需注意的是，這些新的、尺寸更小的器件還能夠在多芯片封裝中真正實現功率子系統的高效集成，同時體現良好的功率級別。利用以往的技術，由于封裝的熱阻和過熱現象，功率總是頗為受限，這些解決方案并沒有起到什么作用。眼下情況正在改變，飛兆半導體開發的一大批專門用于運動控制、感應加熱和焊接應用的IGBT模塊，以及超越FPS功率范圍的首款電源模塊都已開始供貨，更多相關產品也將陸續推出。

　　改進電源子系統中最關鍵的技術水平是可行的。開發新的技術并確保它在所有可能環境中都能有效工作可能還需要好幾年的時間與數百萬的資金，這可是一項艱巨的任務，但卻是值得的，因為越來越多的產品開始關注節能，為終端用戶節省成本，并且保護地球資源。您說開關還只是一個小小的開關嗎?