Begrijp MOSFET in éénartikel

Vermogenshalfgeleiderapparaten worden veel gebruikt in de industrie, de consumptie, het leger en op andere terreinen, en hebben een hoge strategische positie. Laten we eens kijken naar het algemene beeld van stroomapparaten vanaf een foto:

Vermogenshalfgeleiderapparaten kunnen worden onderverdeeld in volledig type, semi-gecontroleerd type en niet-controleerbaar type, afhankelijk van de mate van controle van circuitsignalen. Of volgens de signaaleigenschappen van het stuurcircuit kan het worden onderverdeeld in spanningsgestuurd type, stroomgestuurd type, enz.

Classificatie	type	Specifieke vermogenshalfgeleiderapparaten
Controleerbaarheid van elektrische signalen	Semi-gecontroleerd type	SCR
	Volledige controle	GTO, GTR, MOSFET, IGBT
	Oncontroleerbaar	Vermogensdiode
Eigenschappen van rijsignalen	Spanningsgestuurd type	IGBT, MOSFET, SITH
Eigenschappen van rijsignalen	Stroomgestuurd type	SCR, GTO, GTR
Effectieve signaalgolfvorm	Type pulstrigger	SCR, GTO
Effectieve signaalgolfvorm	Type elektronische besturing	GTR, MOSFET, IGBT
Situaties waarin stroomvoerende elektronen deelnemen	bipolair apparaat	Vermogensdiode, SCR, GTO, GTR, BSIT, BJT
	Unipolair apparaat	MOSFET, ZIT
	Samengesteld apparaat	MCT, IGBT, SITH en IGCT

Verschillende vermogenshalfgeleiderapparaten hebben verschillende kenmerken, zoals spanning, stroomcapaciteit, impedantievermogen en grootte. Bij daadwerkelijk gebruik moeten geschikte apparaten worden geselecteerd op basis van verschillende velden en behoeften.

Verschillende kenmerken van verschillende vermogenshalfgeleiderapparaten

De halfgeleiderindustrie heeft sinds haar ontstaan drie generaties van materiële veranderingen doorgemaakt. Tot nu toe wordt het eerste halfgeleidermateriaal, vertegenwoordigd door Si, nog steeds voornamelijk gebruikt op het gebied van vermogenshalfgeleiderapparaten.

Halfgeleidermateriaal		Bandafstand (eV)	Smeltpunt (K)	belangrijkste toepassing
Halfgeleidermaterialen van de eerste generatie	Ge	1.1	1221	Laagspanning, lage frequentie, medium vermogenstransistoren, fotodetectoren
Halfgeleidermaterialen van de tweede generatie	Si	0,7	1687
Halfgeleidermaterialen van de derde generatie	GaAs	1.4	1511	Magnetrons, millimetergolfapparaten, lichtgevende apparaten
	SiC	3.05	2826	1. Hoge-temperatuur-, hoogfrequente, stralingsbestendige apparaten met hoog vermogen 2. Blauwe, violette lichtgevende dioden, halfgeleiderlasers
	GaN	3.4	1973
	AIN	6.2	2470
	C	5.5	>3800
	ZnO	3.37	2248

Vat de kenmerken van semi-gecontroleerde en volledig gecontroleerde stroomapparaten samen:

Apparaattype	SCR	GTR	MOSFET	IGBT
Controletype	Puls-trigger	Huidige controle	spanningsregeling	film centrum
zelfsluitende lijn	Pendelafsluiting	zelfuitschakelend apparaat	zelfuitschakelend apparaat	zelfuitschakelend apparaat
werkfrequentie	<1 kHz	<30 kHz	20 kHz-MHz	<40 kHz
Drijfkracht	klein	groot	klein	klein
schakelverliezen	groot	groot	groot	groot
geleidingsverlies	klein	klein	groot	klein
Spannings- en stroomniveau	最大	groot	minimum	meer
Typische toepassingen	Middenfrequente inductieverwarming	UPS-frequentieomvormer	schakelende voeding	UPS-frequentieomvormer
prijs	laagste	lager	in het midden	De duurste
geleidingsmodulatie-effect	hebben	hebben	geen	hebben

Maak kennis met MOSFET's

MOSFET heeft een hoge ingangsimpedantie, weinig ruis en een goede thermische stabiliteit; het heeft een eenvoudig productieproces en sterke straling, dus wordt het meestal gebruikt in versterkercircuits of schakelcircuits;

(1) Belangrijkste selectieparameters: drain-source-spanning VDS (bestandsspanning), ID continue lekstroom, RDS(aan) aan-weerstand, Ciss-ingangscapaciteit (junctiecapaciteit), kwaliteitsfactor FOM=Ron*Qg, enz.

(2) Volgens verschillende processen is het verdeeld in TrenchMOS: geul-MOSFET, voornamelijk in het laagspanningsveld binnen 100V; SGT (Split Gate) MOSFET: split-gate MOSFET, voornamelijk in het midden- en laagspanningsveld binnen 200V; SJ MOSFET: superjunction MOSFET, voornamelijk in het hoogspanningsveld 600-800V;

Bij een schakelende voeding, zoals een open-drain-circuit, is de drain intact verbonden met de belasting, wat een open-drain wordt genoemd. In een open-draincircuit kan de belastingsstroom worden in- en uitgeschakeld, ongeacht hoe hoog de spanning is waarop de belasting is aangesloten. Het is een ideaal analoog schakelapparaat. Dit is het principe van MOSFET als schakelapparaat.

In termen van marktaandeel zijn MOSFET's vrijwel allemaal geconcentreerd in de handen van grote internationale fabrikanten. Onder hen nam Infineon in 2015 IR (American International Rectifier Company) over en werd daarmee marktleider. ON Semiconductor voltooide in september 2016 ook de overname van Fairchild Semiconductor. , het marktaandeel sprong naar de tweede plaats, en vervolgens waren de verkoopranglijsten Renesas, Toshiba, IWC, ST, Vishay, Anshi, Magna, enz.;

De reguliere MOSFET-merken zijn onderverdeeld in verschillende series: Amerikaans, Japans en Koreaans.

Amerikaanse series: Infineon, IR, Fairchild, ON Semiconductor, ST, TI, PI, AOS, enz.;

Japans: Toshiba, Renesas, ROHM, enz.;

Koreaanse series: Magna, KEC, AUK, Morina Hiroshi, Shinan, KIA

MOSFET-pakketcategorieën

Afhankelijk van de manier waarop het op de printplaat is geïnstalleerd, zijn er twee hoofdtypen MOSFET-pakketten: plug-in (Through Hole) en opbouwmontage (Surface Mount).

Het plug-in type houdt in dat de pinnen van de MOSFET door de montagegaten van de printplaat gaan en aan de printplaat worden gelast. Veel voorkomende plug-inpakketten zijn onder meer: dual in-line pakket (DIP), transistoroverzichtpakket (TO) en pin grid array-pakket (PGA).

Plug-in-verpakking

Bij opbouwmontage worden de MOSFET-pinnen en de warmteafvoerflens aan de pads op het oppervlak van de printplaat gelast. Typische pakketten voor opbouwmontage zijn onder meer: transistoromtrek (D-PAK), kleine omtrektransistor (SOT), klein omtrekpakket (SOP), quad flat package (QFP), plastic leaded chip carrier (PLCC), enz.

pakket voor opbouwmontage

Met de ontwikkeling van de technologie gebruiken printplaten zoals moederborden en grafische kaarten momenteel steeds minder directe plug-in-verpakkingen, en wordt er steeds meer gebruik gemaakt van oppervlaktemontage-verpakkingen.

1. Dubbel inlinepakket (DIP)

Het DIP-pakket heeft twee rijen pinnen en moet in een chipsocket met DIP-structuur worden gestoken. De afleidingsmethode is SDIP (Shrink DIP), een dubbel-in-line krimppakket. De pindichtheid is 6 keer hoger dan die van DIP.

DIP-verpakkingsstructuurvormen omvatten: meerlaagse keramische dual-in-line DIP, enkellaagse keramische dual-in-line DIP, leadframe DIP (inclusief glaskeramisch afdichtingstype, plastic inkapselingsstructuurtype, keramische laagsmeltende glasinkapseling type) enz. Het kenmerk van DIP-verpakkingen is dat het gemakkelijk doorgatlassen van printplaten kan realiseren en een goede compatibiliteit heeft met het moederbord.

Omdat het verpakkingsgebied en de dikte relatief groot zijn, en de pinnen gemakkelijk beschadigd raken tijdens het in- en uitpluggen, is de betrouwbaarheid echter slecht. Tegelijkertijd is het aantal pinnen, vanwege de invloed van het proces, over het algemeen niet groter dan 100. Daarom hebben DIP-verpakkingen zich tijdens het proces van hoge integratie van de elektronische industrie geleidelijk teruggetrokken uit het stadium van de geschiedenis.

2. Transistoroverzichtpakket (TO)

Vroege verpakkingsspecificaties, zoals TO-3P, TO-247, TO-92, TO-92L, TO-220, TO-220F, TO-251, enz. zijn allemaal plug-in verpakkingsontwerpen.

TO-3P/247: Het is een veelgebruikte verpakkingsvorm voor MOSFET's met middelhoge spanning en hoge stroomsterkte. Het product heeft de kenmerken van een hoge weerstandsspanning en een sterke doorslagweerstand.

TO-220/220F: TO-220F is een volledig plastic pakket en het is niet nodig om een isolatiekussen toe te voegen bij installatie op een radiator; TO-220 heeft een metalen plaat die is verbonden met de middelste pin en een isolatiekussen is vereist bij het installeren van de radiator. De MOSFET's van deze twee pakketstijlen zien er hetzelfde uit en kunnen door elkaar worden gebruikt.

TO-251: Dit verpakte product wordt voornamelijk gebruikt om de kosten te verlagen en de productgrootte te verkleinen. Het wordt voornamelijk gebruikt in omgevingen met middenspanning en hoge stroom onder 60A en hoge spanning onder 7N.

TO-92: Dit pakket wordt alleen gebruikt voor laagspannings-MOSFET (stroom onder 10A, bestand tegen spanning onder 60V) en hoogspanning 1N60/65, om de kosten te verlagen.

Als gevolg van de hoge laskosten van het plug-in-verpakkingsproces en de inferieure warmteafvoerprestaties ten opzichte van patch-type producten, is de vraag op de markt voor oppervlaktemontage de afgelopen jaren blijven toenemen, wat ook heeft geleid tot de ontwikkeling van TO-verpakkingen. in oppervlaktemontageverpakkingen.

TO-252 (ook wel D-PAK genoemd) en TO-263 (D2PAK) zijn beide pakketten voor opbouwmontage.

OM het uiterlijk van het product te verpakken

TO252/D-PAK is een plastic chippakket dat vaak wordt gebruikt voor het verpakken van vermogenstransistors en spanningsstabiliserende chips. Het is een van de huidige reguliere pakketten. De MOSFET die deze verpakkingsmethode gebruikt, heeft drie elektroden: gate (G), drain (D) en source (S). De aftappin (D) is afgesneden en niet gebruikt. In plaats daarvan wordt het koellichaam aan de achterkant gebruikt als afvoer (D), die rechtstreeks op de printplaat is gelast. Enerzijds wordt het gebruikt om grote stromen af te geven, anderzijds voert het warmte af via de printplaat. Daarom zijn er drie D-PAK-pads op de printplaat en is het drain-pad (D) groter. De verpakkingsspecificaties zijn als volgt:

TO-252/D-PAK-specificaties voor pakketgrootte

TO-263 is een variant van TO-220. Het is voornamelijk ontworpen om de productie-efficiëntie en warmteafvoer te verbeteren. Het ondersteunt extreem hoge stroom en spanning. Het komt vaker voor bij middenspannings-MOSFET's met hoge stroomsterkte onder 150A en boven 30V. Naast D2PAK (TO-263AB) bevat het ook TO263-2, TO263-3, TO263-5, TO263-7 en andere stijlen, die ondergeschikt zijn aan TO-263, voornamelijk vanwege het verschillende aantal en de afstand van de pinnen .

TO-263/D2PAK-specificaties voor pakketgrootte

TO-263/D2PAK-specificatie voor pakketgroottes

3. Pin grid array-pakket (PGA)

Er zijn meerdere vierkante array-pinnen binnen en buiten de PGA-chip (Pin Grid Array Package). Elke vierkante array-pin is op een bepaalde afstand rond de chip aangebracht. Afhankelijk van het aantal pinnen kunnen er 2 tot 5 cirkels van gemaakt worden. Tijdens de installatie plaatst u de chip gewoon in de speciale PGA-aansluiting. Het heeft de voordelen van eenvoudig aansluiten en loskoppelen en een hoge betrouwbaarheid, en kan zich aanpassen aan hogere frequenties.

PGA-pakketstijl

De meeste chipsubstraten zijn gemaakt van keramisch materiaal en sommige gebruiken speciale plastic hars als substraat. In termen van technologie is de hartafstand van de pin meestal 2,54 mm en het aantal pins varieert van 64 tot 447. Het kenmerk van dit soort verpakkingen is dat hoe kleiner het verpakkingsoppervlak (volume), hoe lager het stroomverbruik (prestatie ) het kan weerstaan, en omgekeerd. Deze verpakkingsstijl van chips kwam in de begintijd vaker voor en werd vooral gebruikt voor het verpakken van producten met een hoog energieverbruik, zoals CPU's. Intel's 80486 en Pentium gebruiken bijvoorbeeld allemaal deze verpakkingsstijl; het wordt niet algemeen toegepast door MOSFET-fabrikanten.

4. Transistorpakket met kleine omtrek (SOT)

SOT (Small Out-Line Transistor) is een patch-type klein vermogenstransistorpakket, voornamelijk inclusief SOT23, SOT89, SOT143, SOT25 (dwz SOT23-5), enz. SOT323, SOT363 / SOT26 (dwz SOT23-6) en andere typen zijn afgeleid, die kleiner zijn dan TO-pakketten.

SOT-pakkettype

SOT23 is een veelgebruikt transistorpakket met drie vleugelvormige pinnen, namelijk collector, emitter en basis, die aan weerszijden van de lange zijde van het onderdeel staan vermeld. Onder hen bevinden de zender en de basis zich aan dezelfde kant. Ze komen veel voor in transistors met laag vermogen, veldeffecttransistors en composiettransistors met weerstandsnetwerken. Ze hebben een goede sterkte maar een slechte soldeerbaarheid. Het uiterlijk wordt weergegeven in figuur (a) hieronder.

SOT89 heeft drie korte pinnen verdeeld over één zijde van de transistor. De andere kant is een metalen koellichaam dat met de basis is verbonden om het warmteafvoervermogen te vergroten. Het is gebruikelijk bij silicium vermogenstransistors voor opbouwmontage en is geschikt voor toepassingen met een hoger vermogen. Het uiterlijk wordt weergegeven in figuur (b) hieronder.

SOT143 heeft vier korte vleugelvormige pinnen, die aan beide zijden naar buiten worden geleid. Het bredere uiteinde van de pin is de collector. Dit type behuizing is gebruikelijk bij hoogfrequente transistors en het uiterlijk ervan wordt weergegeven in figuur (c) hieronder.

SOT252 is een krachtige transistor met drie pinnen die vanaf één kant leiden, en de middelste pin is korter en is de collector. Maak verbinding met de grotere pin aan het andere uiteinde, een koperen plaat voor warmteafvoer. Het uiterlijk is zoals weergegeven in afbeelding (d) hieronder.

Algemene vergelijking van het uiterlijk van SOT-pakketten

De SOT-89 MOSFET met vier aansluitingen wordt vaak gebruikt op moederborden. De specificaties en afmetingen zijn als volgt:

SOT-89 MOSFET-groottespecificaties (eenheid: mm)

5. Klein overzichtspakket (SOP)

SOP (Small Out-Line Package) is een van de opbouwpakketten, ook wel SOL of DFP genoemd. De pinnen worden aan beide zijden van de verpakking uitgetrokken in de vorm van een zeemeeuwvleugel (L-vorm). De materialen zijn kunststof en keramiek. SOP-verpakkingsnormen omvatten SOP-8, SOP-16, SOP-20, SOP-28, enz. Het getal na SOP geeft het aantal pinnen aan. De meeste MOSFET SOP-pakketten gebruiken SOP-8-specificaties. De industrie laat vaak "P" weg en kortt deze af als SO (Small Out-Line).

SOP-8-pakketgrootte

SO-8 werd voor het eerst ontwikkeld door PHILIP Company. Het is verpakt in plastic, heeft geen bodemplaat voor warmteafvoer en heeft een slechte warmteafvoer. Het wordt over het algemeen gebruikt voor MOSFET's met laag vermogen. Later werden geleidelijk standaardspecificaties zoals TSOP (Thin Small Outline Package), VSOP (Very Small Outline Package), SSOP (Shrink SOP), TSSOP (Thin Shrink SOP), enz. afgeleid; onder hen worden TSOP en TSSOP vaak gebruikt in MOSFET-verpakkingen.

Van SOP afgeleide specificaties die gewoonlijk worden gebruikt voor MOSFET's

6. Quad Flat-pakket (QFP)

De afstand tussen de chippennen in een QFP-pakket (Plastic Quad Flat Package) is erg klein en de pinnen zijn erg dun. Het wordt over het algemeen gebruikt in grootschalige of ultragrote geïntegreerde schakelingen, en het aantal pinnen is over het algemeen meer dan 100. Chips die in deze vorm worden verpakt, moeten SMT-oppervlaktemontagetechnologie gebruiken om de chip op het moederbord te solderen. Deze verpakkingsmethode heeft vier belangrijke kenmerken: ① Het is geschikt voor SMD-oppervlaktemontagetechnologie om bedrading op PCB-printplaten te installeren; ② Het is geschikt voor hoogfrequent gebruik; ③ Het is eenvoudig te bedienen en heeft een hoge betrouwbaarheid; ④ De verhouding tussen het chipgebied en het verpakkingsgebied is klein. Net als bij de PGA-verpakkingsmethode wordt de chip bij deze verpakkingsmethode in een plastic verpakking gewikkeld en kan de warmte die wordt gegenereerd wanneer de chip op tijd werkt, niet worden afgevoerd. Het beperkt de verbetering van de MOSFET-prestaties; en de plastic verpakking zelf vergroot de omvang van het apparaat, dat niet voldoet aan de vereisten voor de ontwikkeling van halfgeleiders in de richting van licht, dun, kort en klein. Bovendien is dit type verpakkingsmethode gebaseerd op een enkele chip, wat de problemen heeft van een lage productie-efficiëntie en hoge verpakkingskosten. Daarom is QFP meer geschikt voor gebruik in digitale logische LSI-circuits zoals microprocessors/gate-arrays, en is het ook geschikt voor het verpakken van analoge LSI-circuitproducten zoals VTR-signaalverwerking en audiosignaalverwerking.

7、Quad plat pakket zonder kabels (QFN)

Het QFN-pakket (Quad Flat Non-leaded package) is aan alle vier de zijden voorzien van elektrodecontacten. Omdat er geen kabels zijn, is het montageoppervlak kleiner dan QFP en de hoogte lager dan QFP. Onder hen wordt keramische QFN ook wel LCC (Leadless Chip Carriers) genoemd, en goedkope plastic QFN die met glas-epoxyhars bedrukt substraatbasismateriaal gebruiken, wordt plastic LCC, PCLC, P-LCC, enz. genoemd. Het is een opkomende chipverpakking voor oppervlaktemontage. technologie met kleine padgrootte, klein volume en plastic als afdichtingsmateriaal. QFN wordt voornamelijk gebruikt voor het verpakken van geïntegreerde schakelingen, en MOSFET zal niet worden gebruikt. Omdat Intel echter een geïntegreerde driver- en MOSFET-oplossing voorstelde, lanceerde het DrMOS in een QFN-56-pakket ("56" verwijst naar de 56 verbindingspinnen op de achterkant van de chip).

Opgemerkt moet worden dat het QFN-pakket dezelfde externe leadconfiguratie heeft als het ultradunne small-outletpakket (TSSOP), maar dat de omvang ervan 62% kleiner is dan het TSSOP. Volgens QFN-modelleringsgegevens zijn de thermische prestaties 55% hoger dan die van TSSOP-verpakkingen, en zijn de elektrische prestaties (inductie en capaciteit) respectievelijk 60% en 30% hoger dan die van TSSOP-verpakkingen. Het grootste nadeel is dat het lastig te repareren is.

DrMOS in QFN-56-pakket

Traditionele discrete DC/DC step-down schakelende voedingen kunnen niet voldoen aan de eisen voor een hogere vermogensdichtheid, noch kunnen ze het probleem van parasitaire parametereffecten bij hoge schakelfrequenties oplossen. Met de innovatie en vooruitgang van de technologie is het een realiteit geworden om drivers en MOSFET's te integreren om multi-chipmodules te bouwen. Deze integratiemethode kan aanzienlijke ruimte besparen en de dichtheid van het energieverbruik verhogen. Door de optimalisatie van drivers en MOSFET's is dit werkelijkheid geworden. Energie-efficiëntie en hoogwaardige gelijkstroom, dit is het DrMOS geïntegreerde driver-IC.

Renesas 2e generatie DrMOS

Het QFN-56 draadloze pakket maakt de thermische impedantie van DrMOS zeer laag; Dankzij de interne draadverbinding en het koperen clipontwerp kan de externe PCB-bedrading worden geminimaliseerd, waardoor de inductie en weerstand worden verminderd. Bovendien kan het gebruikte deep-channel silicium MOSFET-proces ook de geleidings-, schakel- en poortladingsverliezen aanzienlijk verminderen; het is compatibel met een verscheidenheid aan controllers, kan verschillende bedrijfsmodi bereiken en ondersteunt de actieve faseconversiemodus APS (Auto Phase Switching). Naast QFN-verpakkingen is bilaterale platte loodvrije verpakking (DFN) ook een nieuw elektronisch verpakkingsproces dat op grote schaal wordt gebruikt in verschillende componenten van ON Semiconductor. Vergeleken met QFN heeft DFN aan beide zijden minder uitloopelektroden.

8. Kunststof gelode chipdrager (PLCC)

PLCC (Plastic Quad Flat Package) heeft een vierkante vorm en is veel kleiner dan het DIP-pakket. Het heeft 32 pinnen met pinnen rondom. De pinnen worden in een T-vorm uit de vier zijden van de verpakking geleid. Het is een kunststofproduct. De hartafstand van de pen is 1,27 mm en het aantal pennen varieert van 18 tot 84. De J-vormige pennen zijn niet gemakkelijk te vervormen en zijn gemakkelijker te bedienen dan QFP, maar de inspectie van het uiterlijk na het lassen is moeilijker. PLCC-verpakkingen zijn geschikt voor het installeren van bedrading op PCB's met behulp van SMT-oppervlaktemontagetechnologie. Het heeft de voordelen van kleine afmetingen en hoge betrouwbaarheid. PLCC-verpakkingen komen relatief vaak voor en worden gebruikt in logische LSI, DLD (of programmalogica-apparaat) en andere circuits. Deze verpakkingsvorm wordt vaak gebruikt in het moederbord-BIOS, maar komt momenteel minder vaak voor in MOSFET's.

Inkapseling en verbetering voor reguliere ondernemingen

Vanwege de ontwikkelingstrend van lage spanning en hoge stroom in CPU's, moeten MOSFET's een grote uitgangsstroom, een lage aan-weerstand, een lage warmteontwikkeling, een snelle warmteafvoer en een klein formaat hebben. Naast het verbeteren van de chipproductietechnologie en -processen blijven MOSFET-fabrikanten ook de verpakkingstechnologie verbeteren. Op basis van compatibiliteit met standaard uiterlijkspecificaties stellen zij nieuwe verpakkingsvormen voor en registreren zij handelsmerknamen voor de nieuwe verpakkingen die zij ontwikkelen.

1. RENESAS WPAK-, LFPAK- en LFPAK-I-pakketten

WPAK is een pakket met hoge warmtestraling ontwikkeld door Renesas. Door het D-PAK-pakket te imiteren, wordt het koellichaam van de chip aan het moederbord gelast en wordt de warmte via het moederbord afgevoerd, zodat het kleine pakket WPAK ook de uitgangsstroom van D-PAK kan bereiken. WPAK-D2 bevat twee hoge/lage MOSFET's om de bedradingsinductie te verminderen.

Renesas WPAK-pakketgrootte

LFPAK en LFPAK-I zijn twee andere kleine vormfactorpakketten ontwikkeld door Renesas die compatibel zijn met SO-8. LFPAK is vergelijkbaar met D-PAK, maar kleiner dan D-PAK. LFPAK-i plaatst het koellichaam naar boven om de warmte via het koellichaam af te voeren.

Renesas LFPAK- en LFPAK-I-pakketten

2. Vishay Power-PAK- en Polar-PAK-verpakking

Power-PAK is de MOSFET-pakketnaam geregistreerd door Vishay Corporation. Power-PAK bevat twee specificaties: Power-PAK1212-8 en Power-PAK SO-8.

Vishay Power-PAK1212-8-pakket

Vishay Power-PAK SO-8-pakket

Polar PAK is een kleine verpakking met dubbelzijdige warmteafvoer en is een van de belangrijkste verpakkingstechnologieën van Vishay. Polar PAK is hetzelfde als het gewone so-8 pakket. Het heeft dissipatiepunten aan zowel de boven- als onderkant van de verpakking. Het is niet eenvoudig om warmte in de behuizing te accumuleren en kan de stroomdichtheid van de bedrijfsstroom verhogen tot tweemaal die van SO-8. Momenteel heeft Vishay de Polar PAK-technologie in licentie gegeven aan STMicroelectronics.

Vishay Polar PAK-pakket

3. Onsemi SO-8 en WDFN8 platte loodpakketten

ON Semiconductor heeft twee typen flat-lead MOSFET's ontwikkeld, waaronder de SO-8-compatibele flat-lead MOSFET's die door veel borden worden gebruikt. De onlangs gelanceerde NVMx- en NVTx-vermogens-MOSFET's van ON Semiconductor maken gebruik van compacte DFN5 (SO-8FL) en WDFN8-pakketten om geleidingsverliezen te minimaliseren. Het beschikt ook over een lage QG en capaciteit om driververliezen te minimaliseren.

ON Semiconductor SO-8 plat kabelpakket

ON Halfgeleider WDFN8-pakket

4. NXP LFPAK- en QLPAK-verpakking

NXP (voorheen Philps) heeft de SO-8-verpakkingstechnologie verbeterd in LFPAK en QLPAK. Onder hen wordt LFPAK beschouwd als het meest betrouwbare SO-8-energiepakket ter wereld; terwijl QLPAK de kenmerken heeft van een klein formaat en een hogere warmteafvoerefficiëntie. Vergeleken met gewone SO-8 neemt QLPAK een printplaatoppervlak in beslag van 6*5 mm en heeft het een thermische weerstand van 1,5k/W.

NXP LFPAK-pakket

NXP QLPAK-verpakking

4. ST Semiconductor PowerSO-8-pakket

De krachtige MOSFET-chipverpakkingstechnologieën van STMicroelectronics omvatten SO-8, PowerSO-8, PowerFLAT, DirectFET, PolarPAK, enz. Onder hen is Power SO-8 een verbeterde versie van SO-8. Daarnaast zijn er PowerSO-10, PowerSO-20, TO-220FP, H2PAK-2 en andere pakketten.

STMicroelectronics Power SO-8-pakket

5. Fairchild Semiconductor Power 56-pakket

Power 56 is de exclusieve naam van Farichild en de officiële naam is DFN5×6. Het verpakkingsoppervlak is vergelijkbaar met dat van de veelgebruikte TSOP-8, en het dunne pakket bespaart componenthoogte, en het Thermal-Pad-ontwerp aan de onderkant vermindert de thermische weerstand. Daarom hebben veel fabrikanten van elektrische apparaten DFN5×6 ingezet.

Fairchild Power 56-pakket

6. International Rectifier (IR) Direct FET-pakket

Direct FET biedt efficiënte bovenkoeling met een SO-8 of kleiner vloeroppervlak en is geschikt voor AC-DC- en DC-DC-stroomconversietoepassingen in computers, laptops, telecommunicatie- en consumentenelektronica-apparatuur. De metalen blikconstructie van DirectFET zorgt voor dubbelzijdige warmteafvoer, waardoor de stroomverwerkingsmogelijkheden van hoogfrequente DC-DC buck-converters effectief worden verdubbeld in vergelijking met standaard afzonderlijke plastic pakketten. Het Direct FET-pakket is van het omgekeerde type, met de afvoer (D) van het koellichaam naar boven gericht en bedekt met een metalen omhulsel, waardoor warmte wordt afgevoerd. Directe FET-verpakking verbetert de warmteafvoer aanzienlijk en neemt minder ruimte in beslag met een goede warmteafvoer.

Samenvatten

In de toekomst, terwijl de elektronische productie-industrie zich blijft ontwikkelen in de richting van ultradunne miniaturisatie, lage spanning en hoge stroomsterkte, zullen het uiterlijk en de interne verpakkingsstructuur van MOSFET ook veranderen om zich beter aan te passen aan de ontwikkelingsbehoeften van de productie-industrie. industrie. Om de selectiedrempel voor elektronische fabrikanten te verlagen, zal bovendien de trend van MOSFET-ontwikkeling in de richting van modularisering en verpakking op systeemniveau steeds duidelijker worden, en zullen producten zich op een gecoördineerde manier ontwikkelen vanuit meerdere dimensies, zoals prestaties en kosten. . Pakket is een van de belangrijke referentiefactoren voor MOSFET-selectie. Verschillende elektronische producten hebben verschillende elektrische vereisten, en verschillende installatieomgevingen vereisen ook bijpassende maatspecificaties om aan te voldoen. Bij daadwerkelijke selectie moet de beslissing worden genomen op basis van de werkelijke behoeften volgens het algemene principe. Sommige elektronische systemen worden beperkt door de grootte van de printplaat en de interne hoogte. Modulevoedingen van communicatiesystemen gebruiken bijvoorbeeld meestal DFN5*6- en DFN3*3-pakketten vanwege hoogtebeperkingen; in sommige ACDC-voedingen zijn ultradunne ontwerpen of vanwege schaalbeperkingen geschikt voor het assembleren van TO220 verpakte stroom-MOSFET's. Op dit moment kunnen de pinnen direct in de wortel worden gestoken, wat niet geschikt is voor TO247-verpakte producten; Bij sommige ultradunne ontwerpen moeten de apparaatpinnen worden gebogen en plat worden gelegd, wat de complexiteit van de MOSFET-selectie zal vergroten.

Hoe MOSFET te kiezen

Een ingenieur vertelde me ooit dat hij nooit naar de eerste pagina van een MOSFET-gegevensblad keek, omdat de "praktische" informatie pas op de tweede pagina en daarbuiten verscheen. Vrijwel elke pagina op een MOSFET-datablad bevat waardevolle informatie voor ontwerpers. Maar het is niet altijd duidelijk hoe de door fabrikanten verstrekte gegevens moeten worden geïnterpreteerd.

Dit artikel schetst enkele van de belangrijkste specificaties van MOSFET's, hoe ze op de datasheet worden vermeld en het duidelijke beeld dat je nodig hebt om ze te begrijpen. Zoals de meeste elektronische apparaten worden MOSFET's beïnvloed door de bedrijfstemperatuur. Het is dus belangrijk om de testomstandigheden te begrijpen waaronder de genoemde indicatoren worden toegepast. Het is ook van cruciaal belang om te begrijpen of de indicatoren die u in de "Productintroductie" ziet, "maximale" of "typische" waarden zijn, omdat sommige gegevensbladen dit niet duidelijk maken.

Spanningsklasse

Het primaire kenmerk dat een MOSFET bepaalt, is de drain-source-spanning VDS, of "drain-source doorslagspanning", de hoogste spanning die de MOSFET kan weerstaan zonder schade wanneer de poort wordt kortgesloten naar de source en de drain-stroom. bedraagt 250 μA. . VDS wordt ook wel de "absolute maximale spanning bij 25°C" genoemd, maar het is belangrijk om te onthouden dat deze absolute spanning temperatuurafhankelijk is en dat er meestal een "VDS-temperatuurcoëfficiënt" in het gegevensblad staat. U moet ook begrijpen dat de maximale VDS de gelijkspanning is plus eventuele spanningspieken en -rimpelingen die in het circuit aanwezig kunnen zijn. Als u bijvoorbeeld een apparaat van 30 V gebruikt op een voeding van 30 V met een piek van 100 mV en 5 ns, zal de spanning de absolute maximumlimiet van het apparaat overschrijden en kan het apparaat in de lawinemodus terechtkomen. In dit geval kan de betrouwbaarheid van de MOSFET niet worden gegarandeerd. Bij hoge temperaturen kan de temperatuurcoëfficiënt de doorslagspanning aanzienlijk veranderen. Sommige N-kanaal MOSFET's met een spanning van 600 V hebben bijvoorbeeld een positieve temperatuurcoëfficiënt. Naarmate ze hun maximale junctietemperatuur naderen, zorgt de temperatuurcoëfficiënt ervoor dat deze MOSFET's zich gedragen als 650V MOSFET's. De ontwerpregels van veel MOSFET-gebruikers vereisen een derating-factor van 10% tot 20%. Bij sommige ontwerpen wordt, rekening houdend met het feit dat de werkelijke doorslagspanning 5% tot 10% hoger is dan de nominale waarde bij 25°C, een overeenkomstige nuttige ontwerpmarge toegevoegd aan het daadwerkelijke ontwerp, wat zeer gunstig is voor het ontwerp. Even belangrijk voor de juiste selectie van MOSFET's is het begrijpen van de rol van de poort-bronspanning VGS tijdens het geleidingsproces. Deze spanning is de spanning die volledige geleiding van de MOSFET garandeert onder een gegeven maximale RDS(aan)-conditie. Dit is de reden waarom de aan-weerstand altijd gerelateerd is aan het VGS-niveau, en alleen op deze spanning kan het apparaat worden ingeschakeld. Een belangrijk gevolg van het ontwerp is dat je de MOSFET niet volledig kunt inschakelen met een spanning die lager is dan de minimale VGS die wordt gebruikt om de RDS(on)-classificatie te bereiken. Om bijvoorbeeld een MOSFET volledig aan te sturen met een 3,3V-microcontroller, moet u de MOSFET kunnen inschakelen op VGS=2,5V of lager.

Aan-weerstand, poortlading en "cijfer van verdienste"

De aan-weerstand van een MOSFET wordt altijd bepaald bij een of meer gate-to-source-spanningen. De maximale RDS(aan)-limiet kan 20% tot 50% hoger zijn dan de typische waarde. De maximale limiet van RDS(aan) verwijst doorgaans naar de waarde bij een junctietemperatuur van 25°C. Bij hogere temperaturen kan RDS(aan) met 30% tot 150% toenemen, zoals weergegeven in Figuur 1. Omdat RDS(aan) verandert met de temperatuur en de minimale weerstandswaarde niet kan worden gegarandeerd, is het detecteren van stroom op basis van RDS(aan) niet mogelijk. een zeer nauwkeurige methode.

Figuur 1 RDS(aan) neemt toe met een temperatuur in het bereik van 30% tot 150% van de maximale bedrijfstemperatuur

Aan-weerstand is erg belangrijk voor zowel N-kanaal als P-kanaal MOSFET's. Bij schakelende voedingen is Qg een belangrijk selectiecriterium voor N-kanaal MOSFET's die worden gebruikt in schakelende voedingen, omdat Qg de schakelverliezen beïnvloedt. Deze verliezen hebben twee effecten: één is de schakeltijd die de MOSFET aan en uit beïnvloedt; de andere is de energie die nodig is om de poortcapaciteit tijdens elk schakelproces op te laden. Eén ding om in gedachten te houden is dat Qg afhankelijk is van de poort-bronspanning, zelfs als het gebruik van een lagere Vgs de schakelverliezen vermindert. Als een snelle manier om MOSFET's die bedoeld zijn voor gebruik in schakeltoepassingen te vergelijken, gebruiken ontwerpers vaak een unieke formule bestaande uit RDS(on) voor geleidingsverliezen en Qg voor schakelverliezen: RDS(on)xQg. Dit "figure of merit" (FOM) vat de prestaties van het apparaat samen en maakt het mogelijk MOSFET's te vergelijken in termen van typische of maximale waarden. Om een nauwkeurige vergelijking tussen apparaten te garanderen, moet u ervoor zorgen dat dezelfde VGS wordt gebruikt voor RDS(on) en Qg, en dat de typische en maximale waarden niet door elkaar worden gebruikt in de publicatie. Een lagere FOM geeft u betere prestaties bij het wisselen van applicatie, maar dit is niet gegarandeerd. De beste vergelijkingsresultaten kunnen alleen worden verkregen in een daadwerkelijk circuit, en in sommige gevallen moet het circuit mogelijk voor elke MOSFET worden verfijnd. Nominale stroom en vermogensdissipatie, gebaseerd op verschillende testomstandigheden, de meeste MOSFET's hebben een of meer continue afvoerstromen in het gegevensblad. U moet het gegevensblad zorgvuldig bekijken om erachter te komen of de classificatie bij de gespecificeerde kasttemperatuur ligt (bijv. TC=25°C) of bij omgevingstemperatuur (bijv. TA=25°C). Welke van deze waarden het meest relevant is, hangt af van de kenmerken van het apparaat en de toepassing (zie figuur 2).

Figuur 2 Alle absolute maximale stroom- en vermogenswaarden zijn echte gegevens

Voor kleine opbouwapparaten die in draagbare apparaten worden gebruikt, kan het meest relevante stroomniveau dat bij een omgevingstemperatuur van 70°C zijn. Voor grote apparatuur met koellichamen en geforceerde luchtkoeling kan het huidige niveau bij TA=25℃ dichter bij de werkelijke situatie liggen. Voor sommige apparaten kan de chip meer stroom verwerken bij de maximale junctietemperatuur dan de pakketlimieten. In sommige gegevensbladen is dit "die-limited" huidige niveau aanvullende informatie bij het "package-limited" huidige niveau, wat u een idee kan geven van de robuustheid van de die. Soortgelijke overwegingen zijn van toepassing op continue vermogensdissipatie, die niet alleen afhankelijk is van de temperatuur, maar ook van de aan-tijd. Stel je een apparaat voor dat continu werkt op PD=4W gedurende 10 seconden bij TA=70℃. Wat een "continue" tijdsperiode inhoudt, is afhankelijk van het MOSFET-pakket. U kunt dus de genormaliseerde thermische transiënte impedantiegrafiek uit de datasheet gebruiken om te zien hoe de vermogensdissipatie eruit ziet na 10 seconden, 100 seconden of 10 minuten. . Zoals weergegeven in figuur 3 is de thermische weerstandscoëfficiënt van dit gespecialiseerde apparaat na een puls van 10 seconden ongeveer 0,33, wat betekent dat zodra het pakket na ongeveer 10 minuten de thermische verzadiging bereikt, het warmteafvoervermogen van het apparaat slechts 1,33 W bedraagt in plaats van 4 W. . Hoewel de warmteafvoercapaciteit van het apparaat bij goede koeling ongeveer 2 W kan bereiken.

Figuur 3 Thermische weerstand van MOSFET wanneer een stroompuls wordt toegepast

In feite kunnen we de keuze van MOSFET in vier stappen verdelen.

De eerste stap: kies N-kanaal of P-kanaal

De eerste stap bij het kiezen van het juiste apparaat voor uw ontwerp is beslissen of u een N-kanaals of P-kanaals MOSFET wilt gebruiken. In een typische stroomtoepassing, wanneer een MOSFET met aarde is verbonden en de belasting is aangesloten op de netspanning, vormt de MOSFET de schakelaar aan de lage kant. In de low-side schakelaar moeten N-kanaal MOSFET's worden gebruikt vanwege overwegingen van de spanning die nodig is om het apparaat uit of aan te zetten. Wanneer de MOSFET op de bus is aangesloten en de belasting op aarde is aangesloten, wordt een high-side-schakelaar gebruikt. P-kanaal MOSFET's worden meestal in deze topologie gebruikt, wat ook te wijten is aan overwegingen met betrekking tot spanningssturing. Om het juiste apparaat voor uw toepassing te selecteren, moet u bepalen welke spanning nodig is om het apparaat aan te drijven en wat de eenvoudigste manier is om dit in uw ontwerp te doen. De volgende stap is het bepalen van de vereiste spanning, of de maximale spanning die het apparaat kan weerstaan. Hoe hoger de spanning, hoe hoger de kosten van het apparaat. Volgens praktijkervaring moet de nominale spanning groter zijn dan de net- of busspanning. Dit biedt voldoende bescherming zodat de MOSFET niet uitvalt. Bij het selecteren van een MOSFET is het noodzakelijk om de maximale spanning te bepalen die kan worden getolereerd van de drain naar de source, dat wil zeggen de maximale VDS. Het is belangrijk om te weten dat de maximale spanning die een MOSFET kan weerstaan aan temperatuurveranderingen. Ontwerpers moeten spanningsvariaties testen over het gehele bedrijfstemperatuurbereik. De nominale spanning moet voldoende marge hebben om dit variatiebereik te dekken en ervoor te zorgen dat het circuit niet uitvalt. Andere veiligheidsfactoren waarmee ontwerpingenieurs rekening moeten houden, zijn onder meer spanningspieken die worden veroorzaakt door schakelende elektronica zoals motoren of transformatoren. Nominale spanningen variëren voor verschillende toepassingen; doorgaans 20V voor draagbare apparaten, 20-30V voor FPGA-voedingen en 450-600V voor 85-220VAC-toepassingen.

Stap 2: Bepaal de nominale stroom

De tweede stap is het kiezen van de huidige classificatie van de MOSFET. Afhankelijk van de circuitconfiguratie moet deze nominale stroom de maximale stroom zijn die de belasting onder alle omstandigheden kan weerstaan. Net als bij de spanningssituatie moet de ontwerper ervoor zorgen dat de geselecteerde MOSFET deze stroomsterkte kan weerstaan, zelfs als het systeem stroompieken genereert. De twee huidige omstandigheden die in beschouwing worden genomen zijn de continue modus en de pulspiek. In de continue geleidingsmodus bevindt de MOSFET zich in een stabiele toestand, waarbij er continu stroom door het apparaat stroomt. Een pulspiek verwijst naar een grote piekstroom (of piekstroom) die door het apparaat stroomt. Zodra de maximale stroom onder deze omstandigheden is bepaald, is het eenvoudigweg een kwestie van een apparaat selecteren dat deze maximale stroom aankan. Na het selecteren van de nominale stroom moet ook het geleidingsverlies worden berekend. In werkelijke situaties is MOSFET geen ideaal apparaat omdat er tijdens het geleidingsproces elektrische energie verloren gaat, wat geleidingsverlies wordt genoemd. Een MOSFET gedraagt zich als een variabele weerstand wanneer hij "aan" is, wat wordt bepaald door de RDS(ON) van het apparaat en aanzienlijk verandert met de temperatuur. Het vermogensverlies van het apparaat kan worden berekend met Iload2×RDS(ON). Omdat de aan-weerstand verandert met de temperatuur, zal het vermogensverlies ook proportioneel veranderen. Hoe hoger de spanning VGS die op de MOSFET wordt toegepast, hoe kleiner de RDS(ON) zal zijn; omgekeerd, hoe hoger de RDS(ON) zal zijn. Voor de systeemontwerper zijn dit de afwegingen die afhankelijk zijn van de systeemspanning. Voor draagbare ontwerpen is het gemakkelijker (en gebruikelijker) om lagere spanningen te gebruiken, terwijl voor industriële ontwerpen hogere spanningen kunnen worden gebruikt. Houd er rekening mee dat de RDS(ON)-weerstand lichtjes zal stijgen met de stroom. Variaties in verschillende elektrische parameters van de RDS(ON)-weerstand zijn te vinden in het technische gegevensblad van de fabrikant. Technologie heeft een aanzienlijke invloed op de apparaateigenschappen, omdat sommige technologieën de neiging hebben om RDS(ON) te verhogen wanneer de maximale VDS wordt verhoogd. Als je voor een dergelijke technologie VDS en RDS(ON) wilt reduceren, moet je de chipgrootte vergroten, waardoor de bijbehorende pakketgrootte en de daarmee samenhangende ontwikkelingskosten toenemen. Er zijn verschillende technologieën in de industrie die de toename van de chipgrootte proberen te beheersen, waarvan de belangrijkste technologieën voor kanaal- en ladingsbalancering zijn. Bij de sleuftechnologie wordt een diepe sleuf in de wafer ingebed, meestal gereserveerd voor lage spanningen, om de aan-weerstand RDS(ON) te verminderen. Om de impact van maximale VDS op RDS(ON) te verminderen, werd tijdens het ontwikkelingsproces een epitaxiaal groeikolom/etskolomproces gebruikt. Fairchild Semiconductor heeft bijvoorbeeld een technologie ontwikkeld genaamd SuperFET, die extra productiestappen toevoegt voor RDS(ON)-reductie. Deze focus op RDS(ON) is belangrijk omdat naarmate de doorslagspanning van een standaard MOSFET toeneemt, RDS(ON) exponentieel toeneemt, wat leidt tot een toename van de chipgrootte. Het SuperFET-proces verandert de exponentiële relatie tussen RDS(ON) en wafergrootte in een lineaire relatie. Op deze manier kunnen SuperFET-apparaten een ideale lage RDS(ON) bereiken in kleine matrijzen, zelfs met doorslagspanningen tot 600V. Het resultaat is dat de wafelgrootte tot wel 35% kan worden verkleind. Voor eindgebruikers betekent dit een aanzienlijke vermindering van de verpakkingsgrootte.

Stap drie: Bepaal de thermische vereisten

De volgende stap bij het selecteren van een MOSFET is het berekenen van de thermische vereisten van het systeem. Ontwerpers moeten twee verschillende scenario's overwegen: het worstcasescenario en het real-world scenario. Het verdient aanbeveling om het worst case rekenresultaat te gebruiken, omdat dit resultaat een grotere veiligheidsmarge oplevert en ervoor zorgt dat het systeem niet uitvalt. Er zijn ook enkele meetgegevens die aandacht behoeven op het MOSFET-gegevensblad; zoals de thermische weerstand tussen de halfgeleiderverbinding van het verpakte apparaat en de omgeving, en de maximale junctietemperatuur. De junctietemperatuur van het apparaat is gelijk aan de maximale omgevingstemperatuur plus het product van thermische weerstand en vermogensdissipatie (junctietemperatuur = maximale omgevingstemperatuur + [thermische weerstand × vermogensdissipatie]). Volgens deze vergelijking kan de maximale vermogensdissipatie van het systeem worden opgelost, die per definitie gelijk is aan I2×RDS(ON). Omdat de ontwerper de maximale stroom heeft bepaald die door het apparaat gaat, kan RDS(ON) bij verschillende temperaturen worden berekend. Het is vermeldenswaard dat ontwerpers bij het omgaan met eenvoudige thermische modellen ook rekening moeten houden met de thermische capaciteit van de halfgeleiderverbinding/apparaatbehuizing en behuizing/omgeving; dit vereist dat de printplaat en de verpakking niet onmiddellijk opwarmen. Lawine-uitval betekent dat de sperspanning op het halfgeleiderapparaat de maximale waarde overschrijdt en een sterk elektrisch veld vormt om de stroom in het apparaat te verhogen. Deze stroom zal energie dissiperen, de temperatuur van het apparaat verhogen en het apparaat mogelijk beschadigen. Halfgeleiderbedrijven gaan lawinetests uitvoeren op apparaten, de lawinespanning berekenen of de robuustheid van het apparaat testen. Er zijn twee methoden om de nominale lawinespanning te berekenen; de ene is een statistische methode en de andere is thermische berekening. Thermische berekening wordt veel gebruikt omdat het praktischer is. Veel bedrijven hebben details verstrekt over het testen van hun apparaten. Fairchild Semiconductor biedt bijvoorbeeld "Power MOSFET Avalanche Guidelines" (Power MOSFET Avalanche Guidelines - kan worden gedownload van de Fairchild-website). Naast computing heeft ook technologie een grote invloed op het lawine-effect. Een grotere matrijsgrootte vergroot bijvoorbeeld de lawinebestendigheid en uiteindelijk de robuustheid van het apparaat. Voor eindgebruikers betekent dit het gebruik van grotere pakketten in het systeem.

Stap 4: Bepaal de prestaties van de schakelaar

De laatste stap bij het selecteren van een MOSFET is het bepalen van de schakelprestaties van de MOSFET. Er zijn veel parameters die de schakelprestaties beïnvloeden, maar de belangrijkste zijn gate/drain, gate/source en drain/source-capaciteit. Deze condensatoren veroorzaken schakelverliezen in het apparaat, omdat ze elke keer dat ze schakelen worden opgeladen. De schakelsnelheid van de MOSFET wordt daarom verlaagd en ook de efficiëntie van het apparaat wordt verminderd. Om de totale verliezen in een apparaat tijdens het schakelen te berekenen, moet de ontwerper de verliezen tijdens het inschakelen (Eon) en de verliezen tijdens het uitschakelen (Eoff) berekenen. Het totale vermogen van de MOSFET-schakelaar kan worden uitgedrukt met de volgende vergelijking: Psw=(Eon+Eoff)×schakelfrequentie. De poortlading (Qgd) heeft de grootste impact op de schakelprestaties. Vanuit het belang van schakelprestaties worden er voortdurend nieuwe technologieën ontwikkeld om dit schakelprobleem op te lossen. Het vergroten van de chipgrootte verhoogt de poortlading; dit vergroot de apparaatgrootte. Om schakelverliezen te verminderen zijn er nieuwe technologieën opgekomen, zoals kanaaldikke bodemoxidatie, met als doel de poortlading te verminderen. De nieuwe technologie SuperFET kan bijvoorbeeld geleidingsverliezen minimaliseren en de schakelprestaties verbeteren door RDS (ON) en poortlading (Qg) te verminderen. Op deze manier kunnen MOSFET's omgaan met hogesnelheidsspanningstransiënten (dv/dt) en stroomtransiënten (di/dt) tijdens het schakelen, en kunnen ze zelfs betrouwbaar werken bij hogere schakelfrequenties.