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不同封裝形式的 MOS 管在散熱性能和應(yīng)用場景上有哪些差異?在電子電路的世界里,MOS 管(金屬氧化物半導(dǎo)體場效應(yīng)晶體管)是當(dāng)之無愧的 “明星元件”,廣泛應(yīng)用于電源管理、電機(jī)驅(qū)動、信號放大等眾多領(lǐng)域。然而,除了 MOS 管本身的電氣性能,其封裝形式同樣不容忽視。不同的封裝形式不僅決定了 MOS 管與電路板的連接方式,更對散熱性能和應(yīng)用場景有著深遠(yuǎn)影響。深入了解這些差異,有助于電子工程師和愛好者們在設(shè)計與選型時做出更精細(xì)的決策。
MOS 管封裝的作用與意義
MOS 管的封裝,就像是為元件量身定制的 “外衣”,承擔(dān)著多重重要使命。首先,它為 MOS 管提供機(jī)械保護(hù),防止內(nèi)部芯片受到物理損傷;其次,封裝構(gòu)建了 MOS 管與外部電路連接的橋梁,通過引腳實(shí)現(xiàn)電氣連接;**重要的是,良好的封裝設(shè)計能夠有效幫助 MOS 管散熱,確保其在工作過程中保持穩(wěn)定的性能??梢哉f,封裝形式的選擇直接關(guān)系到 MOS 管能否在電路中發(fā)揮比較好效能。
無錫商甲提供各種封裝產(chǎn)品供您選擇。 下面跟著商甲半導(dǎo)體了解一下不同封裝形式的MOS管適配的電壓和電流是有必要的。海南代理功率器件MOS產(chǎn)品選型
電力二極管:結(jié)構(gòu)和原理簡單,工作可靠;
晶閘管:承受電壓和電流容量在所有器件中比較高
IGBT:開關(guān)速度高,開關(guān)損耗小,具有耐脈沖電流沖擊的能力,通態(tài)壓降較低,輸入阻抗高,為電壓驅(qū)動,驅(qū)動功率??;缺點(diǎn):開關(guān)速度低于電力MOSFET,電壓,電流容量不及GTO
GTR:耐壓高,電流大,開關(guān)特性好,通流能力強(qiáng),飽和壓降低;缺點(diǎn):開關(guān)速度低,為電流驅(qū)動,所需驅(qū)動功率大,驅(qū)動電路復(fù)雜,存在二次擊穿問題
GTO:電壓、電流容量大,適用于大功率場合,具有電導(dǎo)調(diào)制效應(yīng),其通流能力很強(qiáng);缺點(diǎn):電流關(guān)斷增益很小,關(guān)斷時門極負(fù)脈沖電流大,開關(guān)速度低,驅(qū)動功率大,驅(qū)動電路復(fù)雜,開關(guān)頻率低
電力MOSFET:開關(guān)速度快,輸入阻抗高,熱穩(wěn)定性好,所需驅(qū)動功率小且驅(qū)動電路簡單,工作頻率高,不存在二次擊穿問題;缺點(diǎn):電流容量小,耐壓低,一般只適用于功率不超過10kW的電力電子裝置。
制約因素:耐壓,電流容量,開關(guān)的速度 。 應(yīng)用功率器件MOS產(chǎn)品選型歡迎選購插入式封裝與表面貼裝式封裝各有優(yōu)劣,但隨著表面貼裝技術(shù)的進(jìn)步,提供了更多的安裝和散熱解決方案。
功率器件主要應(yīng)用領(lǐng)域:
電源:開關(guān)電源、不間斷電源、充電器(手機(jī)、電動車快充)、逆變器。
電機(jī)驅(qū)動:工業(yè)變頻器、電動汽車驅(qū)動電機(jī)控制器、家用電器(如空調(diào)壓縮機(jī)、洗衣機(jī)電機(jī)控制)。
電力轉(zhuǎn)換與控制:太陽能/風(fēng)能發(fā)電并網(wǎng)逆變器、高壓直流輸電、工業(yè)電源。
照明:LED驅(qū)動電源。
消費(fèi)電子:大功率音響功放、大型顯示設(shè)備背光電。
簡單來說,功率器件就是“電力世界的大力士開關(guān)”,負(fù)責(zé)在高壓大電流環(huán)境下高效地控制、切換和傳輸電能。 它的性能和效率對能源利用、電子設(shè)備性能有著至關(guān)重要的影響。
選擇mos管的重要參數(shù)
選擇MOS時至關(guān)重要的2個參數(shù)是導(dǎo)通電阻Rds(on) 和柵極電荷 Qg。決定 MOSFET 性能的其他一些重要參數(shù)是擊穿電壓、BVDSS 和體漏極二極管,當(dāng)器件用作功率二極管時必須考慮這些參數(shù),例如在同步續(xù)流操作模式下,以及可能影響開關(guān)時間和電壓尖峰的固有電容。
1、導(dǎo)通電阻,RDS(on)表示 MOS管 處于導(dǎo)通狀態(tài)時漏極和源極端子之間的電阻。傳導(dǎo)損耗取決于它,RDS(on) 的值越低,傳導(dǎo)損耗越低。
2、總柵極電荷,QG表示柵極驅(qū)動器打開/關(guān)閉器件所需的電荷。
3、品質(zhì)因數(shù),F(xiàn)oM是 RDS(on) 和 QG 的乘積,說明了 MOSFET 的傳導(dǎo)損耗和開關(guān)損耗。因此,MOS管 的效率取決于 RDS(on) 和 QG。
4、擊穿電壓,BVDSS TO-252(DPAK) 表面貼裝型,底部焊盤散熱,安世LFPAK衍生技術(shù)(如汽車電子)。
無錫商甲半導(dǎo)體MOS 管封裝形式及散熱性能分析
TO-247 封裝
TO-247 封裝與 TO-220 封裝類似,同樣屬于直插式封裝,但體積更大,引腳更粗。其散熱片面積也相應(yīng)增大,散熱能力更強(qiáng),在自然對流條件下,熱阻約為 40 - 60℃/W 。TO-247 封裝能夠承受更高的功率,常用于功率在 50 - 150W 的大功率電路中,如工業(yè)電源、電動汽車的電機(jī)驅(qū)動電路等。不過,由于其體積較大,在一些對空間要求嚴(yán)格的電路板上使用會受到限制。
SOT-23 封裝
SOT-23 封裝是一種表面貼裝封裝(SMT),具有體積小、占用電路板面積少的優(yōu)勢。它的引腳數(shù)量較少,一般為 3 - 5 個,采用塑料材質(zhì)封裝。但受限于較小的體積,SOT-23 封裝的散熱能力相對較弱,熱阻通常在 150 - 200℃/W 左右,適用于小功率電路,如消費(fèi)電子產(chǎn)品中的電源管理芯片、信號放大電路等。在這些場景中,MOS 管的功率消耗較小,產(chǎn)生的熱量有限,SOT-23 封裝能夠滿足基本的散熱需求。 作功率MOSFET,其優(yōu)點(diǎn)表現(xiàn)在 具有較高的開關(guān)速度。溫州新型功率器件MOS產(chǎn)品選型
MOSFET具有較高的開啟電壓,即是閾值電壓.海南代理功率器件MOS產(chǎn)品選型
無錫商甲半導(dǎo)體MOS 管封裝形式及散熱性能分析
TO-220
封裝TO-220 封裝是一種較為經(jīng)典且常見的封裝形式,具有通用性強(qiáng)、成本低的特點(diǎn)。它通常采用塑料材質(zhì),引腳呈直插式,便于焊接和安裝。TO-220 封裝的 MOS 管帶有一個較大的金屬散熱片,該散熱片與 MOS 管的漏極相連,能夠?qū)⑿酒a(chǎn)生的熱量傳導(dǎo)至外部。在自然對流的情況下,TO-220 封裝的 MOS 管散熱能力一般,熱阻約為 60 - 80℃/W 。但如果配合散熱片使用,散熱性能可得到***提升,熱阻能降低至 10 - 20℃/W,適用于功率在 10 - 50W 左右的**率電路。 海南代理功率器件MOS產(chǎn)品選型
無錫商甲半導(dǎo)體有限公司為一家功率半導(dǎo)體設(shè)計公司,專業(yè)從事各類MOSFET、IGBT產(chǎn)品的研發(fā)、生產(chǎn)與銷售。總部位于江蘇省無錫市經(jīng)開區(qū),是無錫市太湖人才計劃重點(diǎn)引進(jìn)項(xiàng)目。公司目前已經(jīng)與國內(nèi)的8英寸、12英寸晶圓代工廠緊密合作,多平臺產(chǎn)品實(shí)現(xiàn)量產(chǎn),產(chǎn)品在開關(guān)特性、導(dǎo)通特性、魯棒性、EMI等方面表現(xiàn)很好,得到多家客戶的好評。
公司定位新型Fabless模式,在設(shè)計生產(chǎn)高性能產(chǎn)品基礎(chǔ)上,提供個性化參數(shù)調(diào)控,量身定制,多方位為客戶解決特殊方案的匹配難題。公司產(chǎn)品齊全,可廣泛應(yīng)用于工控、光伏、儲能、家電、照明、5G通信、醫(yī)療、汽車等各行業(yè)多個領(lǐng)域,公司在功率器件主要業(yè)務(wù)領(lǐng)域已形成可觀的競爭態(tài)勢和市場地位。公司秉承:“致力于功率半導(dǎo)體的設(shè)計與營銷,參與和傳承功率半導(dǎo)體的發(fā)展”的愿景,堅持“質(zhì)量至上、創(chuàng)新驅(qū)動”的發(fā)展策略,遵循“問題解決+產(chǎn)品交付+售后服務(wù)”的營銷法則,努力將公司建設(shè)成一個具有國際競爭力的功率半導(dǎo)體器件供應(yīng)商。