Mengapa banyak pin untuk saluran MOSFET?

18

The FDC855N datang dalam paket 6-pin, 4 dari yang terhubung ke saluran pembuangan, dan hanya 1 ke sumber. Kenapa ada perbedaan ini? Sumber melihat arus yang sama dengan saluran pembuangan, bukan?

masukkan deskripsi gambar di sini

Federico Russo
sumber

Jawaban:

29

Itu bukan untuk arus tinggi, itu untuk manajemen panas.

Pin sumber tunggal dapat menangani arus, dan demikian juga pin tiriskan tunggal. Secara skematis, sebuah MOSFET sering digambarkan secara simetris, karena cara ini lebih mudah untuk menunjukkan asimetri dalam konduktivitas saluran.

masukkan deskripsi gambar di sini

Tapi MOSFET diskrit tidak dibangun seperti itu. Lebih seperti ini:

masukkan deskripsi gambar di sini

Ini mungkin akan dikemas terbalik, dengan sebagian besar saluran pembuangan terhubung ke bingkai timah yang langsung terhubung ke 4 pin. Gerbang dan sumber akan terikat pada pin mereka.
Sebagian besar MOSFET akan menghilangkan sebagian besar panas, dan karena kontak langsung dengan pin, panas dapat dikeringkan melalui pin, ini merupakan jalur dengan resistansi termal yang rendah. Tiriskan mungkin masih terikat dengan kawat juga, untuk koneksi listrik yang tepat. Tetapi kawat ikat akan melewatkan panas yang jauh lebih sedikit.
Resistansi termal dalam konduksi (untuk tembaga PCB) jauh lebih rendah daripada konveksi (cara pertukaran panas dengan udara di atas paket). Saya menemukan tata letak pad yang disarankan berikut untuk LED daya Luxeon. Mereka mengklaim dapat dengan mudah mencapai 7K / W.

masukkan deskripsi gambar di sini

Dalam MOSFET daya SMT yang harus membuang sedikit panas, disarankan untuk memiliki pin drain pada bidang tembaga yang lebih besar, atau membiarkan panas menghilang melalui serangkaian (diisi) vias, seperti untuk Luxeon LED.

stevenvh
sumber
7K / W? Apakah itu cara mengatakan 7 ° C / W dengan bonus tambahan dari orang-orang yang mungkin membingungkan untuk berpikir maksud Anda 7kW?
Connor Wolf
@FakeName, Jika Anda akan bertele-tele, itu tidak boleh 7 derajat-C per watt, itu harus 7 derajat celcius per watt.
The Photon
8
@ Palsu - "kelvin per watt" adalah cara standar untuk mengekspresikan hambatan termal . Ya, karena suhu relatif Anda juga dapat menggunakan ° C / W, karena perubahan 1K sama dengan perubahan 1 ° C. Jika mereka membacanya sebagai kW, mereka harus melakukan sesuatu yang lain. Ini adalah huruf "K", ada "/" antara kelvin dan watt, dan kW tidak masuk akal di sini.
stevenvh
10

Ini akan untuk keperluan pendinginan - Anda akan melihat di bagian bawah halaman 2 mereka membuat poin besar bahwa cara tembaga pin terhubung akan mengubah karakteristik termal. Sebagian besar panas melewati pin dan bukan paket ke udara.

Ini cukup umum - IRFD9024 memiliki dua pin untuk saluran pembuangan dan secara eksplisit menyebutkan "Saluran ganda berfungsi sebagai penghubung termal ke permukaan pemasangan untuk tingkat disipasi daya hingga 1 W"

Hal ini sangat umum terjadi pada MOSFET daya HEXFET dan PowerTrench karena saluran pembuangan terhubung ke sebagian besar media, dan sumbernya adalah lapisan logam di atas. Saluran pembuangan secara termal lebih dekat digabungkan ke media, jadi lebih baik untuk menghilangkan panas.

Kebanyakan MOSFET daya diklasifikasikan sebagai MOS difusi vertikal dibandingkan dengan MOS planar atau lateral yang digunakan di tempat lain. Ini sebagian besar karena untuk memaksimalkan kemampuan membawa saat ini, Anda memerlukan saluran yang sangat panjang tapi sempit, yang sulit dilakukan dengan menggunakan MOSFET simetris buku teks. Pengecualian untuk ini adalah MOSFET daya yang dirancang untuk amplifier audio - ini adalah MOS lateral dan Anda biasanya akan menemukan bahwa mereka adalah heatsunk konvensional hasil.

Struktur VDMOS

Cybergibbons
sumber