安森德多层外延高压超结MOS助力高端功率器件国产化

发布时间：2024-12-17 15:46
作者：AMEYA360
来源：安森德
阅读量：1938

　　总部位于深圳的安森德半导体有限公司(ASDsemi)成立于2018年，是一家更懂应用的模拟芯片和系统级芯片设计公司，致力于为全球客户提供半导体功率器件和模拟IC，产品覆盖功率器件：中低压 、高压、超结MOSFET，第三代半导体SiC、GaN;模拟芯片：电源管理芯片、信号链芯片;SiP系统级芯片三大类产品线。产品可广泛应用于工业电源、电机驱动、消费电子、新能源、光伏储能等众多领域，并与全球顶尖企业在技术与业务方面进行深入合作。先后获得国家高新技术企业，创新型中小企业，科技型中小企业等荣誉资质。

安森德多层外延高压超结MOS助力高端功率器件国产化

　　安森德高压超结MOS，使用行业最通用的多层外延工艺，经过资深的研发团队多年的研发和技术积累，成功的把22mΩ到1.6Ω成系列的产品实现了量产并推向市场，电压范围覆盖500V、600V、650V、700V、800V、900V、封装包括TO-247、TO-263、 TO-220、 TO-252、 TOLL、 DFN 8*8等主流封装形式。

安森德多层外延高压超结MOS助力高端功率器件国产化

　　拥有20多年海内外著名功率半导体公司工作经验的研发团队，保证了产品设计处于行业领先水平。安森德高压超结MOS选用国际领先的晶圆代工厂进行流片，国内一流的封装厂进行封装，选用的晶圆厂和封装厂都通过了TS16949, ISO9001等质量体系认证，保证了产品生产的可靠性和一致性。

　　已经实现量产的ASJ028N60L2H-T，最小Rdson达到了业内领先的22mΩ水平，全可靠性的测试认证保证了该产品适用于各种高端场合应用：通讯电源、服务器电源、工业电源、充电桩等。高性价比的ASJ037N65L2H-T(650V/37mΩmax), 在保持优秀的开关损耗的同时，改善了EMI和EAS性能，大大提高了客户系统的效率和性能，能够很好应对苛刻条件下的的产品设计。

安森德多层外延高压超结MOS助力高端功率器件国产化

　　最新推出的650V，180mΩmax产品成功的实现TO-252的封装，是业内能把200mΩ以下产品封装到TO-252封装的少数厂家之一。

安森德多层外延高压超结MOS助力高端功率器件国产化

　　安森德半导体在致力于为全球客户提供领先的半导体功率器件和模拟IC的道路上不断地探索，即将推出的600V、18mΩ、TO-247封装和650V,40mΩ, TOLL封装产品，将能为客户提供更优异性能和更先进封装的产品选择。

　　安森德高压超结MOS将在助力高端功率器件国产化的道路上不断前进。

（备注：文章来源于网络，信息仅供参考，不代表本网站观点，如有侵权请联系删除！）

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　　在电源与电机驱动的BOM表里，一颗料如果能同时覆盖「小家电、锂电充、电动工具」三大场景，往往意味着更低的备货风险和更高的供应链弹性。　　充电头网近期拆解的诗恩MK01无线吹风机，就提供了一个极具参考价值的样本：其88W闪充底座(输出25.2V/3.5A)背面顶部，负责直流输出隔离开关的，正是安森德半导体(ASDsemi)的 ASDM40N60KQ(40V N-MOS，TO-252-2L)。　　这不仅仅是一颗「吹风机底座里的MOS」，更是安森德40V中压MOS平台向多场景延伸的一个信号。　　图：诗恩MK01无线吹风机　　(图源：充电头网)　　诗恩MK01底座架构要点　　• 输入220-240V AC，经通嘉LD7790(PFC+QR反激二合一)→ 输出25.2V/3.5A(88W)　　• 次级整流用MBRF20200CL，恒压恒流由DIODES AP4310A+EL817光耦闭环　　• PCBA背面顶部：输出控制MOS + 电流取样电阻，后接充电触点与入座检测微动开关　　• 吹风机本体：6串比克18650(2500mAh/30A)、11万转无刷电机(120W)、片状发热丝　　一、诗恩MK01底座：无线小家电的输出开关样本　　这个「输出控制MOS」位置不是同步整流，也不是电机驱动，而是「后端直流输出隔离开关」，工作逻辑很明确：• 吹风机未入座 → MOS关断，避免触点带电与误触• 微动开关确认入座 → 控制器驱动MOS导通，25.2V/3.5A给6串锂电充电• 过流/满充/异常 → MOS关断，配合前端CV/CC环路做硬件级截断　　工况特点很典型：电压25.2V(峰值余量看40V档)、持续电流3.5A(启动/重入座有短时尖峰)、自然散热无独立散热器、TO-252靠PCB铜箔散热、全年在家电环境冷热循环。选料逻辑是「耐压留余量+导通损耗压住+抗浪涌EAS够大」，而不是单纯拼ID标称。　　二、一颗40V MOS的「跨场景体质」　　把诗恩底座的参数代入ASDM40N60KQ的规格书，你会发现它的参数分布非常「均衡」，没有明显的短板：　　为什么它适合「跨场景」?• 对小家电(如吹风机底座)：低RDS(on)保证不发热，400mJ EAS扛得住用户粗暴插拔• 对锂电充电器/户外电源：40V耐压适配6-7串锂电组，TO-252封装节省空间，适合做充放电隔离开关• 对电动工具坞站/园林工具：60A的ID余量和400mJ EAS，能应对电机堵转或电池入坞时的电流尖峰这种「耐压适中、导通极低、抗浪涌极强」的组合，让ASDM40N60KQ脱离了单一应用的限制，成为一款标准的「平台级通用料」。　　图：诗恩MK01无线吹风机充电底座触点　　(图源：充电头网)　　三、TO-252在自然散热产品里的边界　　很多工程师对TO-252的印象还停留在「小电流」，但ASDM40N60KQ在诗恩底座上的表现，重新定义了它的边界。　　在25.2V/3.5A的应用中，其稳态导通损耗仅为：　　不到0.1W的发热，加上TO-252底部露铜焊盘连接PCB大面积铜箔散热，使得它在无散热器、封闭塑胶外壳的环境下依然游刃有余。这意味着，对于那些受限于体积无法加装散热片的紧凑型充电底座、智能家电控制板、手持设备电源管理板，ASDM40N60KQ提供了一个既能满足电气性能、又不用妥协结构设计的选项。　　图：安森德ASDM40N60KQ作为输出开关在　　诗恩MK01无线吹风机充电底座运用　　(图源：充电头网)　　四、方案商入口：多口充/锂电充/小家电通用料　　从摩米士65W拉拉线充电器里的30V VBUS开关，到诗恩88W吹风机底座的40V输出闸，安森德的中低压MOS平台正在快速覆盖电源管理的各个关键节点。　　ASDM40N60KQ 的出现，为方案商提供了一个极具性价比的「40V通用选项」。如果你的项目涉及以下场景，这颗料值得放入你的BOM备选库：　　• 25.2V/29.4V 锂电充电器(电动工具、吸尘器、无人机)• 无线小家电触点充电底座(吹风机、理发器、美容仪)• 户外电源/储能设备的电池组充放电隔离开关• 24V工业控制设备的电源分配单元(PDU)
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　　导语　　很多工程师选MOS，第一眼看的是：耐压够不够?电流够不够?Rds(on)够不够低?　　但产品一上机，却频频出现：　　● 电机启动时炸管　　● 电源突加载直接挂掉　　● 温升超标，可靠性堪忧　　问题往往不在参数表，而在咱们有没有看懂这张图——SOA曲线。　　今天，安森德(ASDsemi)就带你拆开这张MOS选型的“黄金地图”。　　什么是SOA曲线?　　SOA(Safe Operating Area，安全工作区)曲线图，就是MOS管的“能力天花板”。　　图：SOA曲线图示例　　横轴：Vds(漏源电压)　　纵轴：Id(漏极电流)　　阴影区：MOS可以长期、可靠工作的范围　　只要工作点落在阴影区，MOS就是安全的;一旦越界，要么罢工，要么直接烧毁。　　而且要注意：　　● 温度越高 → 安全区越小　　● 脉冲越宽 → 耐受能力下降　　所以在电机驱动、电源开关、负载突变等场景，SOA不是“参考”，而是选型红线，必须确保实际工作点始终落在对应工况的 SOA 曲线内，才能避免器件过载损坏。　　图：裸露焊盘的MOS内部结构示意　　SOA曲线的5个关键区段　　下面我们逐段拆解SOA曲线，搞懂每一区段背后的物理意义和设计约束。　　图：SOA五段标注图(A/B/C/D/E段)　　1　　A段　　阻抗限制线(欧姆区)　　满足欧姆定律：Vds = Id × Rds(on)　　在固定温度和 Vgs(栅源电压)条件下，Rds(on) 会保持恒定。因此当MOS完全导通后， Vds与Id呈线性关系。这就是为什么：　　同样电流下，Rds(on)越小，温升越低　　高温下Rds(on)变大，SOA会被进一步压缩　　安森德提示　　选型时务必使用高温Rds(on)，而不是常温标称值。常温下漂亮的参数，到了高温工况可能完全不够用。　　2　　B段　　IDM电流限制线(封装极限)　　由晶圆 + 键合线 + 封装结构共同决定，代表MOS能承受的最大峰值电流Idmax　　不同封装的散热能力、电流承载结构存在差异，直接决定了 Idmax 的上限，这是器件出厂时就确定的关键参数。　　Idmax是大厂经过仿真、计算、大量实测才给出的安全边界。无论电机启动、短路冲击还是电源突载，工作电流绝不能超过长时间或接近Idmax，否则就是「秒烧」，不仅会损坏 MOS 管，还可能引发整个电路的故障，造成严重损失，选型时必须按最恶劣工况校核峰值电流。　　3　　C段　　晶圆功率限制线(热限制)　　满足：P = Vds × Id　　例如某MOS最大耗散功率为10W：　　● Vds=2V → 最大Id≈5A　　● Vds=5V → 最大Id≈2A　　漏源电压Vds与漏极电流Id两者乘积始终接近 10W。这条斜线背后，本质是对最大结温(150℃/175℃)的保护。　　3　　D段　　热稳定限制线(NTC效应区)　　温度↑ → Vgs(th)↓ → 导通增强 → 发热↑　　由于温度越高Vgs(th)越低，导通程度越大，损耗越大，进而加剧温升，形成正反馈，极易导致热失控。　　那么此时需要限制发热功率，故曲线下折，该段折线通常是由实际测试得出的安全边界，不是简单公式计算。　　4　　E段　　电压限制线(BVdss)　　也就是规格书中的漏源击穿电压，MOS管的“能力天花板”。超过这一数值，MOS将发生雪崩击穿。　　咱们选MOS管时，要是摸不清这个天花板，设计电路就跟瞎忙活一样。比如明明管子最大能扛10A电流、20V电压，结果实际用的时候给到12A、25V，开机可能就烧管，到时候查问题只能干着急。　　设计建议　　虽然部分器件具备一定EAS能力，但设计上不应依赖雪崩耐受作为常态工作模式。务必留足电压裕量。　　安森德工程师的选型建议　　掌握了SOA曲线的原理，接下来就是落地到实际设计中。以下四步是安森德FAE团队总结的实战流程：　　1. 先画工况轨迹：把电路中典型的电压、电流、脉冲宽度，标在SOA图上，对照SOA曲线看是否在安全区。　　2. 按最恶劣条件校核：用高温Rds(on)、长脉冲SOA曲线复核。　　3. 预留足够裕量：尤其是电机启动、短路保护、热插拔等瞬态场景。　　4. 关注封装与散热：提前考虑散热、脉冲工况因素。再好的晶圆和设计，封装扛不住，SOA也会大幅缩水。
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安森德丨从Datasheet到实板：一颗MOS的真实功耗拆解
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安森德丨从Datasheet到实板：一颗MOS的真实功耗拆解

　　导语　　ASDsemi　　“这颗MOS在板子上烫手，会不会炸?”　　“20A负载，到底该按多少瓦来算损耗?”　　这是很多电源工程师在做电机驱动、DCDC Buck时最常遇到的问题。但大多数时候，大家只看导通损耗，结果温升超标、可靠性下降、反复改板。　　今天，安森德(ASDsemi)用一颗DCDC MOS——ASS025N06T1M，在典型24V→12V Buck电路中，一步一步拆解MOSFET的真实耗散功率，让你以后选型不再纠结。　　图：Buck电路典型原理图　　先看工况：我们算的是什么?　　ASDsemi　　为了让计算更有参考价值，我们设定一个非常常见的Buck场景：　　这颗ASS025N06T1M来自安森德，60V耐压、低Rds(on)，非常适合DCDC、电机驱动等场景。　　图：ASS025N06T1M 封装图　　从Datasheet里抓这5个关键参数　　ASDsemi　　很多工程师算不准损耗，第一步就错了：参数没取对。一定要从数据手册(Datasheet)中提取——而且要用高温参数。　　常温Rds(on)只是“理想值”，实际工作时结温通常接近100℃，一定要用高温Rds(on)，否则算出来的损耗会严重偏低。　　一步一步算：总损耗=1.082W　　ASDsemi　　我们以“上管(High-side)”为例，把每一项损耗拆开算一遍。　　总账来了：1.082W意味着什么?　　ASDsemi　　看起来不大?但别忘了，这1W出头的功耗，集中在一颗小小MOS的结区里，如果没有合理的PCB铜皮和散热设计，局部温升依然可能非常惊人。　　图：安森德FAE对样品做热成像测温　　什么时候可以“偷懒”?　　什么时候必须全算?　　在实际工程中，为了加快估算，有些损耗可以适当简化——但前提是你得知道自己在忽略什么：　　MOSFET的损耗计算，不是“纸上谈兵”，而是可靠性设计的起点。
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