瑞萨科技发布RJK0383DPA双类型功率MOSFET

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瑞萨科技发布RJK0383DPA双类型功率MOSFET

作者：时间：2008-07-23 21:59 来源：

瑞萨科技公司（Renesas Technology Corp.）今天宣布，推出用于笔记本电脑和通信设备等产品的存储器或ASIC同步整流DC/DC转换器的RJK0383DPA双类型功率MOSFET。该器件可以实现更高的电源效率。样品将从2008年10月开始在日本交付。

RJK0383DPA集成了两种不同类型的双功率MOSFET，构成了一个采用WPAK*1 （瑞萨科技封装代码）高热辐射封装的同步整流DC/DC转换器，其面积为5.1×6.1 mm，厚度为0.8 mm（最大）。

RJK0383DPA的功能概括如下。
（1）先进工艺实现了91.6%的显著电源效率
RJK0383DPA采用先进的第十代功率MOSFET实现了更高的电源效率。例如，当把12 V输入转换成为1.1 V输出时的电源效率为91.6%（在600 kHz开关频率条件下），这是业界最高的效率。功率MOSFET处理的电源输出电流比瑞萨科技较早的双类型产品增加了一倍。

（2）通过将较早的双封装功率MOSFET配置的芯片安装面积减少一半，实现了更加小巧的电源设计和安装密度
通过实现更高的电源效率，RJK0383DPA将双封装功率MOSFET配置的芯片安装面积减少了大约一半，从而实现了更加小巧的同步整流DC/DC转换器和更高的安装密度。RJK0383DPA对于要求紧凑的移动设备等应用尤为有效。
RJK0383DPA的后续产品将是不同额定输出电流的两款其他产品——RJK0384DPA和RJK0389DPA。样品将于2008年10月开始在日本交付。

<产品背景>
典型的通信设备或便携式PC或图形卡等信息设备，以及存储器、ASIC和图形处理单元（GPU）等元件都使用不同的电源电压。这就需要使用多个同步整流DC/DC转换器。此外，最近几年由于更多功能和性能以及数据处理量的增加，独立的微处理芯片的功耗也在不断增加。这就产生了对具有更低电压和更高电流规格的同步整流DC/DC转换器的需求。当一个系统中使用的功率MOSFET数量增加时问题便会出现。

为了满足这些要求，瑞萨科技提高了其功率MOSFET产品的性能并改进了封装配置。通过采用双封装配置提高了同步整流DC/DC转换器的电源效率，从而增加了电源输出电流，却没有增加功率MOSFET的数量。此外，瑞萨科技还开发和批量生产了在一个封装中集成了两个功率MOSFET的双类型产品，进而减少了安装面积。不过，由于散热问题，双类型产品的电源效率不像双封装功率MOSFET配置那样好，而且电流输出较低。很明显，市场需要一种具有改善电源效率的双类型功率MOSFET产品来满足移动设备的小型化需求。

新型RJK0383DPA是一种采用先进的第十代低损耗工艺制造的双类型功率MOSFET。与瑞萨科技较早的双类型产品相比，它可以实现高出大约7%的电源效率。

<产品细节>
RJK0383DPA集成了两种不同类型的双功率MOSFET，一个作为高侧单元，另一个是低侧单元*2。高侧功率MOSFET具有1.5 nC（VDD=10V时）的漏-栅负载（Qgd），可以实现高开关速度和更高的效率。低侧功率MOSFET具有3.7 mΩ（典型值：4.5 V）的低导通电阻*3（RDS（on）），可以降低功率损耗。

此外，低侧功率MOSFET还在同一个芯片上集成了肖特基势垒二极管（SBD），以尽量降低彼此之间的布线电感*4。这就加快了DC/DC转换器死区时间流到肖特基势垒二极管的电流开关速度，从而进一步降低了损耗。它还可以有效地抑制开关期间的电压尖峰，进而减少噪声。

用于制造RJK0383DPA的第十代工艺可以实现比此前的第九代工艺更低的损耗和更高的效率。该器件的导通电阻约为30%以下，而栅电荷电容（Qg）和漏-栅负载（Qgd）的不同特性分别大约为27%和30%，两者都与较早的功率MOSFET产品的导通电阻相当）。

RJK0383DPA的后续产品将是不同额定输出电流的两款其他产品——RJK0384DPA和RJK0389DPA。未来适用于其他DC/DC转换器电源指标的更多产品将加入该系列当中，以满足各种市场需求。

<注释>
注释：1. WPAK高热辐射封装：在一个功率MOSFET中，热量是由导通电阻、开关和类似的功耗因素生成的。电流大小的控制是由这种热量如何有效地被释放来决定的。WPAK封装结构有助于将板背面的散热片芯焊点的热量散到板上，从而实现较大电流的控制。

2. 高侧和低侧单元：这些单元用于非隔离型DC/DC转换器开关，通过高侧和低侧之间的交替通/断的方法进行电压转换。在高侧导通时间，可以控制每个周期的大约10%的短脉冲，余下的90%是低侧单元的导通时间。因此，一个单元的特征强调的是高侧单元选择的开关速度，另一个特征强调的是低侧单元选择的低导通时间。

3. 导通电阻：功率MOSFET工作时的工作电阻。导通电阻是影响功率MOSFET性能的最重要的参数，导通电阻下降时性能增加。
4. 布线电感：自然地出现在布线中的寄生电感，其值大约与布线长度成正比。该值越大，功率MOSFET和肖特基势垒二极管之间的电流开关时间越长，开关损耗也就越大。

* 提及的产品名称、公司名称或商标均为其各自所有者拥有。

<典型应用>
用于笔记本电脑、图形卡、服务器和通信设备的同步整流DC/DC转换器。

<日本市场价格> *仅供参考

产品名称	封装	样品价格[包括税金]（日元）
RJK0383DPA	WPAK （瑞萨科技封装代码）	95

<规格>
Ta = 25℃

产品名称	项目	最大额定值		导通电阻，RDS（On）（mW）				Qgd* （nC） VDD=10V	封装
		VDSS （V）	ID （A）	VGS = 4.5 V		VGS = 10 V
		VDSS （V）	ID （A）	典型值	最大	典型值	最大
RJK0382DPA	高侧MOS	30	15	12.0	16.8	8.5	11.1	1.5	WPAK （瑞萨科技封装代码）
RJK0382DPA	低侧MOS （SBD** 片上）	30	45	3.7	5.2	2.5	3.3	6.5
<参考> RJK0384DPA	高侧MOS	30	15	12.0	16.8	8.5	11.1	1.5
<参考> RJK0384DPA	低侧MOS （SBD** 片上）	30	42	4.3	6.0	2.9	3.8	5.2
<参考> RJK0389DPA	高侧MOS	30	15	11.8	16.5	8.2	10.7	1.4
<参考> RJK0389DPA	低侧MOS （SBD** 片上）	30	20	10.5	14.7	6.8	8.9	2.2