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                              低壓MOS催生新功耗分析技術

                              作者: 深圳市遠志電子有限公司發表時間:2017-12-27 11:38:50瀏覽量:3347

                              多相同步降壓轉換器是微控制器(MCU)以及其他運算密集型積體電路(IC),如數位訊號處理器(DSP)和繪圖處理器(GPU)供電的拓撲結構選擇。在同步降壓轉換器內,兩個功率MOSFET串聯形成半橋結構....
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                                     多相同步降壓轉換器是微控制器(MCU)以及其他運算密集型積體電路(IC),如數位訊號處理器(DSP)和繪圖處理器(GPU)供電的拓撲結構選擇。在同步降壓轉換器內,兩個功率MOSFET串聯形成半橋結構。高處低壓MOS技術的MOSFET做為控制單結型FET;低處的MOSFET則為同步FET。


                                     此電路拓撲演變的關鍵點在于2000年時,引進低壓MOS知識,低壓MOS技術Pentium 4微處理器以及相關的ATX12V電源規范,其中的功率軌(即轉換電壓)從5伏特提高至12伏特,以達成微處理器須要快速增加電流的要求。因此而產生的工作周期變化使得功率MOSFET在性能優化方面發生重大變革,并全面采用QGD×RDS(on)和QG×RDS(on)等效益低壓MOS知識指數作為功率MOSFET的性能指標。然而,過去10年以來,特定尺寸產品中此類FOM和RDS(on)已降低約十倍,QG和QGD已不再是影響功率MOSFET功耗的主要因素。


                                     就控制FET而言,MOSFET封裝和印刷電路板(PCB)連線的寄生電感所產生的功耗可能超過由QGD產生的損耗。降低寄生電感的需求推動Power SO8封裝的普及化,低壓MOS知識并使整合動力的概念于2002年低壓MOS知識,低壓MOS技術產生,意即將低壓MOS技術控制和同步FET與MOSFET驅動器整合于四方形平面無接腳封裝(QFN)中,此概念于2004年獲英特爾(Intel)DrMOS規范采用。


                                     為因應功率MOSFET多面性的損耗,一系列日趨復雜的運算方式和效益指數逐被提出。在功耗機制研究領域中,被看好的技術是利用如TSuprem4和Medici等TCAD工具制作詳細的行為模型,并結合低壓MOS知識,低壓MOS技術詳細的電路模擬(如PSpice),進而產生詳細的功耗分析結果。雖然此方法可針對不同的功耗機制進行深入分析,但低壓MOS技術分析結果須轉換成一套以MOSFET參數為基礎的FOM,以用于新技術的研發。

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