Warum so viele Pins für den Drain des MOSFET?
Antworten:
Das ist nichts für den hohen Strom, sondern für das Wärmemanagement.
Der einzelne Source-Pin kann den Strom verarbeiten, ebenso ein einzelner Drain-Pin. Schematisch wird ein MOSFET oft symmetrisch gezeichnet, weil auf diese Weise die Asymmetrie in der Leitfähigkeit des Kanals leichter gezeigt werden kann.
Aber diskrete MOSFETs sind nicht so aufgebaut. Mehr wie das:
Es wird wahrscheinlich verkehrt herum verpackt sein, wobei der Großteil des Abflusses mit dem Leiterrahmen verbunden ist, der direkt mit den 4 Stiften verbunden ist. Gate und Source werden mit ihren Pins verbunden.
Der größte Teil des MOSFET leitet die meiste Wärme ab, und da die Wärme durch den direkten Kontakt mit den Stiften durch die Stifte abgeleitet werden kann, handelt es sich um einen Pfad mit geringem Wärmewiderstand. Der Drain kann auch noch drahtgebondet sein, um eine ordnungsgemäße elektrische Verbindung herzustellen. Der Bonddraht wird jedoch viel weniger Wärme durchlassen.
Der Wärmewiderstand in der Leitung (zum Kupfer der Leiterplatte) ist viel geringer als der der Konvektion (die Art und Weise, wie Wärme mit der Luft über dem Gehäuse ausgetauscht wird). Ich habe das folgende empfohlene Pad-Layout für eine Luxeon-Power-LED gefunden. Sie behaupten, dass es leicht 7 K / W erreichen kann.
Bei SMT-Leistungs-MOSFETs, die viel Wärme abgeben müssen, ist es ratsam, die Drain-Stifte auf einer größeren Kupferebene anzuordnen oder die Wärme über eine Reihe von (gefüllten) Durchkontaktierungen abzuleiten, wie dies bei der Luxeon-LED der Fall ist.
Dies geschieht zu Kühlzwecken - Sie werden am Ende von Seite 2 feststellen, dass die Art und Weise, wie die Stifte mit Kupfer verbunden werden, die thermischen Eigenschaften verändert. Der größte Teil der Wärme geht über die Stifte und nicht über die Verpackung an die Luft.
Dies ist durchaus üblich - der IRFD9024 verfügt über zwei Stifte für den Abfluss und erwähnt ausdrücklich "Der doppelte Abfluss dient als Wärmeverbindung zur Montagefläche für Verlustleistungen bis zu 1 W".
Dies ist insbesondere bei HEXFET- und PowerTrench-Leistungs-MOSFETs üblich, da der Drain mit dem Hauptteil des Substrats verbunden ist und die Source eine Metallschicht auf der Oberseite ist. Der Drain ist thermisch enger an das Substrat gekoppelt, so dass Wärme besser abgeführt werden kann.
Die meisten Leistungs-MOSFETs werden im Vergleich zu anderen planaren oder lateralen MOS als Vertikaldiffusions-MOS klassifiziert. Dies liegt vor allem daran, dass Sie zur Maximierung der Strombelastbarkeit einen extrem langen, aber schmalen Kanal benötigen, was mit dem Lehrbuch-symmetrischen MOSFET nur schwer möglich ist. Eine Ausnahme bilden Leistungs-MOSFETs, die für Audioverstärker entwickelt wurden. Hierbei handelt es sich um laterale MOS. In der Regel werden Sie feststellen, dass diese normalerweise im Kühlkörper eingebaut sind.
