【元件】 ROHM推出导通电阻显著降低的第5代-40V/-60V耐压Pch功率MOSFET

时间： 2024-09-26 来源：ROHM官网

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Pch功率MOSFET,Nch MOSFET,MOSFET,Pch MOSFET

本文将介绍低耐压MOSFET新产品中采用ROHM第5代微细工艺开发而成的“-40/-60V耐压Pch功率MOSFET系列”。

首先，我们先来了解一下此次新开发的Pch功率MOSFET的开发背景。一般来说，Nch MOSFET更常用，但Pch MOSFET也有需要利用其特性的目标应用，具体需要根据市场需求的变化进行开发。

Nch MOSFET之所以更常用，是因其导通电阻通常比相同尺寸的Pch MOSFET更低，从而可以减少损耗，而这一点尤其是在近年来已成为重要的考量因素。Nch MOSFET的载流子是迁移率高的电子，而Pch MOSFET的载流子是空穴，其迁移率比电子高约3倍，电流难以流动，因此，在器件尺寸相同的条件下，导通电阻较高。

另一方面，Nch MOSFET也存在一些课题。当在高边使用Nch MOSFET时，只要栅极电压不高于输入（漏极）电压，就不会导通。因此，需要为栅极电压另行配备升压电路，这会使电路结构变复杂。相比之下，Pch MOSFET只要栅极电压低于输入（源极）电压就可以驱动，因此不需要特别的驱动电路，具有可以简化电路结构的优点。

这些优点使Pch MOSFET被广泛应用于机床、机器人用的电机、工业风扇和电源电路中的开关用途。另外，也常被用作驱动DC电机和步进电机的H桥电路和开关电源电路中的高边开关，通常与Nch低边开关组合使用（见图1）。

图1：使用了Pch MOSFET的代表性电路和应用示例

在这些市场和用途中使用的Pch MOSFET，由于近年来工业设备和消费电子设备使用高于电源输入电压的电压（比如24V）的情况增加，因此对于源极-源极间的耐压能力更高的产品需求增加。

然而，要达到所需的高耐压能力，就要以增加导通电阻为代价。

通常，工业设备和消费电子设备的电源开关频率相对较低，因此与MOSFET相关的损耗主要是导通损耗，会受到MOSFET导通电阻的直接影响。而这一点是不能随便接受的。在提高耐压能力的同时降低导通电阻的方法之一是扩大器件面积，但这会导致包括封装在内的MOSFET尺寸变大。

对此，为了在支持高输入电压的同时实现低导通电阻，我们此次采用ROHM第5代微细工艺新开发了耐压-40V/-60V的Pch MOSFET系列产品。

通过使用第5代微细工艺，可使新产品的栅极沟槽结构比以往缩小75%，成功提高了电流密度，最终实现了业界超低A・Ron（单位面积的导通电阻）值。与以往产品相比，-40V耐压产品的导通电阻降低了62%，-60V耐压产品的导通电阻降低了52%（见图2）。

图2：第5代-40V/-60V耐压Pch MOSFET以往产品和新产品的A・Ron改善结果

例如，第5代新系列产品RD3L07BAT（TO252/-60V/-70A/12.1mΩ）优化了器件尺寸，使漏极电流（电流容量）达到以往系列的5倍，使导通电阻（VGS＝10V Max）降低85%*。

*与以往相同耐压产品RD3L140SP（TO-252/-60V/-14A/84mΩ）的比较

在应用方面，预计包括工业设备在内的应用领域会进一步扩大，因此ROHM还扩大了封装阵容。其中，不仅有传统上适用于工业设备的TO-252、SOP8、TSMT8（3028尺寸）、TSMT6（2928尺寸），还有散热能力出色的背面散热封装HSOP8（5060尺寸）和HSMT8（3333尺寸）、HUML2020L8（2020尺寸）以及其他适用于各种设备、用途和安装条件的封装（见图3）。

图3：丰富的封装阵容

最后，再稍微介绍一下低耐压MOSFET系列新产品的发布计划。

ROHM计划面向工业设备用风扇电机、通信基站和服务器电源的DC-DC、同步整流电路和ORing电路，推出采用下一代微细工艺、且支持36V/48V/54V输入的40V/60V/100V/150V耐压Nch功率MOSFET系列。

另外，还计划推出支持更高输入电压的、适用于负载开关的100V Pch Dual功率MOSFET系列，以及适用于H桥电路的±40/±60/±100V/Nch+Pch Dual功率MOSFET系列。

关于这些器件的封装形式，除了传统封装之外，还计划采用支持大电流的无线结构封装，以及更小型的封装。

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