MOSFET雙芯片功率封裝簡(jiǎn)化電源設(shè)計(jì)

目前，電源工程師面臨的一個(gè)主要難題是，隨著功能的日益增多，商用電子產(chǎn)品的尺寸不斷縮小，留給電源電路的空間越來(lái)越少。解決這個(gè)難題的辦法之一是充分利用在MOSFET技術(shù)和封裝上的進(jìn)步。通過(guò)在更小尺寸的封裝內(nèi)采用更高性能的MOSFET，業(yè)內(nèi)的一個(gè)趨勢(shì)是從SO-8等標(biāo)準(zhǔn)引線封裝向帶有底面漏極焊盤(pán)的功率封裝轉(zhuǎn)變。對(duì)于大電流應(yīng)用，常用的是功率6mm x 5mm封裝，例如PowerPAK® SO-8。但對(duì)于電流較小的應(yīng)用，發(fā)展趨勢(shì)是向PowerPAK 1212-8這樣的3mm x 3mm功率封裝轉(zhuǎn)變。 在這類(lèi)封裝中，RDS（on） 已經(jīng)足夠低，使得這類(lèi)芯片可以廣泛用于筆記本電腦中的10A DC-DC應(yīng)用。

　　雖然3mm x 3mm功率封裝已經(jīng)使DC-DC電路使用的空間大幅減少，還是有機(jī)會(huì)能夠把所用的空間再減少一點(diǎn)，以及提高功率密度。實(shí)現(xiàn)這個(gè)目的的辦法之一是用組合了兩個(gè)器件的封裝替代分立的單片MOSFET。SO-8雙芯片功率MOSFET已經(jīng)使用了很長(zhǎng)時(shí)間，但是通常只能處理5A以下的負(fù)載電流，這對(duì)上網(wǎng)本和筆記本電腦中的5V和3.3V電源軌是完全沒(méi)問(wèn)題的，但對(duì)負(fù)載電流為10A或更高的系統(tǒng)來(lái)說(shuō)顯然是太低了。

　　這就是為什么制造商努力設(shè)計(jì)MOSFET的雙芯片功率封裝的原因，因?yàn)檫@樣就能大大提高可能的最大電流，而且熱性能也比傳統(tǒng)的表面貼裝封裝要好。利用這種功率封裝的基本原理，把兩片分開(kāi)的芯片裝進(jìn)一個(gè)封裝，這種器件就能減少電源電路所需的面積。

　　PowerPAIR就是這樣的一種封裝類(lèi)型，這種封裝的外形尺寸比單片功率6 x 5封裝 （PowerPAK SO-8）小，最大電流可以達(dá)到15A。在筆記本電腦中，一般象這么大的負(fù)載電流都會(huì)采用兩個(gè)功率6 x 5封裝，算上導(dǎo)線和打標(biāo)簽的面積，以及兩個(gè)器件的位置擺放，占用的面積超過(guò)60mm2。這種雙芯片功率封裝的尺寸是6.0mm x 3.7mm ，在電路板上占用的面積為22mm2。能把電路板空間減少63%對(duì)電源工程師是很有幫助的，因?yàn)樗麄兘o電源電路設(shè)計(jì)的空間是越來(lái)越少了。用傳統(tǒng)的SO-8雙芯片功率型封裝，是沒(méi)法取得這么大的好處的。

　　與兩個(gè)6 x 5功率封裝或兩個(gè)SO-8封裝相比，這種器件不但能節(jié)省空間，而且能簡(jiǎn)化設(shè)計(jì)，比兩個(gè)3 x 3功率封裝還能再節(jié)省點(diǎn)空間。雙芯片功率封裝很容易用一個(gè)器件替換兩個(gè)3x3封裝，甚至還能在PCB上再省出布線和打標(biāo)示的空間，如圖1所示。因此對(duì)5A~15A的DC-DC應(yīng)用，用這種器件是很合理的設(shè)計(jì)步驟，也是提高功率密度的方式之一 。