尼克森微電子mosfet簡(jiǎn)介

1、WE POWER THE HI-TECH,NIKO SEMICONDUCTOR CO.,LTD.,Mosfet 簡(jiǎn)介及推廣注意事項(xiàng) ----Niko SZ internal Training,Mosfet 簡(jiǎn)介導(dǎo)言： 認(rèn)識(shí)Mosfet Mosfet 的定義及常見(jiàn)形態(tài)Mosfet 的主要應(yīng)用領(lǐng)域Mosfet 的工作原理Mosfet 的主要參數(shù)Mosfet 的生產(chǎn)制造Mosfet 的ESD保護(hù)Mosfet 的失效分析M

2、osfet 推廣Mosfet在MB的應(yīng)用Mosfet在NB(及Netbook)的應(yīng)用Mosfet在VGA的應(yīng)用,WE POWER THE HI-TECH,Agenda,WE POWER THE HI-TECH,,,符號(hào)圖,De-CAP圖,導(dǎo)言 認(rèn)識(shí)Mosfet,Source,Gate,Drain,外觀(guān)圖,WE POWER THE HI-TECH,Mosfet 的定義及常見(jiàn)形態(tài),,FET ----Field Effect Trans

3、istor場(chǎng)效應(yīng)管（場(chǎng)效應(yīng)管分類(lèi)見(jiàn)下圖）MOSFET ---- Semiconductor Metal Oxide Field Effect Transistor， 金屬氧化物半導(dǎo)體場(chǎng)效應(yīng)管 ----場(chǎng)效應(yīng)管的一種 Niko-sem目前生產(chǎn)的均為增強(qiáng)型MOSFET,,WE POWER THE HI-TECH,Mosfet 的定義及常見(jiàn)形態(tài),TO-263 TO-220

4、 TO-220F TO-252 TO-252 Reverse TO-252-5 TO-251 SOP-8 DIP-8 PowerPak(NPAK) SOT-223 SOT-23 SC-70 SOT-89 TSOP-6 TSSOP-8 TSOPJ

5、W-8,POWER MOSFET,LOW Voltage12V 20V 30V 40V 60V,MID Voltage75V 100V 120V 150V,HIGH Voltage500V 600V 650V 700V,PACKAGE,WE POWER THE HI-TECH,Mosfet 的定義及常見(jiàn)形態(tài),TO-263 TO-220 TO-220F TO-252 TO

6、-251 SOP-8 DIP-8 PowerPak(NPAK) SOT-23 TSOP-6,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,P3055LSG P2610ADG,P0808ATG P0550ATF,P0660ATFP0903BDG,P75N02LDG P6006BI P2003EVG,P06P03L

7、VG P5806NVG P0903BK,P0603BK P8503BMG P5103EAG,WE POWER THE HI-TECH,Mosfet 的定義及常見(jiàn)形態(tài),Dual NDual PN+P,Dual NDual PN+P,Single NSingle P,Sot-23-6/Sot-26/Tsop-6,SO-8,SO-8,TO-252/DPAK,Single NS

8、ingle P,The Normal Pin Layout常見(jiàn)的腳位排列,WE POWER THE HI-TECH,Mosfet主要應(yīng)用領(lǐng)域之Power Supplier,AC TO DC,,能源,交流電,,,直流電,HV Mos,,,,,,LV Mos,,WE POWER THE HI-TECH,Memory,,CPU,,,,,,+12V+3.3V+5V-12V+5Vs,+12V,+1.2V,+3.3V+5V,,+1.8V

9、,DC TO DC,直流電,直流電,,,,,直流電,,,,,Mosfet主要應(yīng)用領(lǐng)域之Main Board,,,P0903BDG+P75N02LDG,,,P2003BDGP45N02LDG,WE POWER THE HI-TECH,Mosfet主要應(yīng)用領(lǐng)域之INVERTER,,,推挽：P6006HV P8008HV 半橋： P5806NVG P

10、6006BD+P9006EDG,WE POWER THE HI-TECH,,Drain,Source,Gate,Mosfet 工作原理,Source,Gate,Drain,,,,WE POWER THE HI-TECH,,,Mosfet 工作原理,“反轉(zhuǎn)通道”,,氧化層(絕緣層),,原理: 當(dāng)一個(gè)夠大的電位差施于MOSFET的柵極與源極（source）之間時(shí)，電場(chǎng)會(huì)在氧化層下方的半導(dǎo)體表面形成感應(yīng)電荷，而這時(shí)所謂的“反轉(zhuǎn)通道”（inv

11、ersion channel）就會(huì)形成。通道形成后，MOSFET即可讓電流通過(guò)。,,,,舉例:Planar (平面型)的Mosfet及其工作原理,,WE POWER THE HI-TECH,,Mosfet 工作原理,舉例: 垂直導(dǎo)通型的Mosfet,,電流方向,,WE POWER THE HI-TECH,,Mosfet 工作原理,平面導(dǎo)通型與垂直導(dǎo)通型的Mosfet的對(duì)比,WE POWER THE HI-TECH,,Mosfet 工作

12、原理,IR HEXFET power MOSFET,市場(chǎng)上售賣(mài)的Mosfet多數(shù)由幾千至幾萬(wàn)個(gè)以上單元組成IR已經(jīng)可以在一個(gè)小指甲的面積集成近2000萬(wàn)的單元（單胞） 。,,,導(dǎo)通單元（單胞）,WE POWER THE HI-TECH,,,,V(BR)DSS :Drain-Source Breakdown Voltage ,柵極(Gate)與源極(Source)短路時(shí),漏極(Drain)與源極間的崩潰電壓. 測(cè)試方式:將柵極與源極短

13、路(VGS=0), 加電壓于漏極(Drain)與源極之間,測(cè)量漏極電流ID達(dá)到250uA 時(shí),此時(shí)所加電壓之大小即V(BR)DSS .,Mosfet 主要參數(shù)—V(BR)DSS,WE POWER THE HI-TECH,,,,VGS(th) :Gate Threshold Voltage ,柵極與源極導(dǎo)通時(shí)門(mén)檻電壓. 測(cè)試方式:將柵極與漏極(Drain)短路(VDS=VGS),柵極與源極加電壓使漏極電流ID達(dá)到 250uA 時(shí),此時(shí)所

14、加的電壓之大小即為VGS(th) .Vgs(th)與溫度成反比.,Mosfet主要參數(shù)—VGS(th),WE POWER THE HI-TECH,,,,Rds(on)與Ｖgs的變化曲線(xiàn),Rds(on): 導(dǎo)通狀態(tài)之漏極－源極間阻抗，Rds(on)與溫度成正比.,Mosfet主要參數(shù)—Rds(on),WE POWER THE HI-TECH,Niko-sem Mosfet生產(chǎn)制造,NIKO-SEM 封裝測(cè)試廠(chǎng)(常見(jiàn)的),捷敏電子(GE

15、M)----代碼:G南通富士通----代碼:V上海勤益(GTM)---代碼:Q東莞杰群(GTBF)---代碼:U臺(tái)中三洋---代碼:W菲律賓PSI---代碼:J,NKO-SEM晶圓制造商,茂矽 聯(lián)電 中興,WE POWER THE HI-TECH,封裝測(cè)試廠(chǎng)封測(cè)生產(chǎn)流程,Niko-sem Mosfet生產(chǎn)制造,WE POWER THE HI-TECH,,Niko-sem Mosfet生產(chǎn)制造,,,,引線(xiàn)框架（銅）,晶粒Dice

16、,銀膠,Al線(xiàn),,,,,Wire Bonding,Au線(xiàn),,封裝測(cè)試廠(chǎng)封測(cè)生產(chǎn)流程細(xì)節(jié),,,Die Bonding,WE POWER THE HI-TECH,Mosfet的ESD保護(hù),Niko-sem PZ開(kāi)頭的產(chǎn)品內(nèi)部有增加ESD保護(hù)穩(wěn)壓管。,WE POWER THE HI-TECH,Mosfet的失效分析—分析流程,4. X-Ray,1.不良品編號(hào),2.阻抗測(cè)試,3.電測(cè),5. De-cap,WE POWER THE HI-TE

17、CH,Mosfet的失效分析—失效類(lèi)別,1.EOSElectrical Over Stress,2.脫層(超聲波測(cè)試),WE POWER THE HI-TECH,Mosfet的失效分析—失效類(lèi)別,4.Thermal Crack背焊過(guò)錫爐的元件需要特別注意.,3.ESD,WE POWER THE HI-TECH,Mosfet的失效分析—失效類(lèi)別,6.Bonding Crack,5.VoidNKS Void規(guī)范為單點(diǎn)控制小于5％，總

18、體小于10％,WE POWER THE HI-TECH,Mosfet的失效分析—失效類(lèi)別,8.Parameter Out of Spec,7.Package Crack,,Rds(on), Rg, Qg etc.,WE POWER THE HI-TECH,Mosfet的失效分析,EOS : Electrical Over Stress電氣過(guò)載,De-Cap示意圖,,放大,,WE POWER THE HI-TECH,最新Mosfet封

19、裝技術(shù),DrMos,DirectFet,PowerPak,Niko-sem NPak,WE POWER THE HI-TECH,最新Mosfet封裝技術(shù),DrMos,DirectFet,1.對(duì)SMT焊接有較嚴(yán)格要求， 焊接質(zhì)量在很大程度影響散熱能力2.因其散熱外殼接Drain,在外貼散熱片時(shí)需注意其電位并非Source,某些設(shè)計(jì)情況下需要絕緣導(dǎo)熱片。,1.對(duì)SMT焊接有較嚴(yán)格要求，焊接質(zhì)量在很大程度影響散熱能力.SMT要避免連錫等情況

20、。2.最高可工作在1MHz,高集成度，高功率密度。,WE POWER THE HI-TECH,最新Mosfet封裝技術(shù)—應(yīng)用注意事項(xiàng),NPak目標(biāo)：以接近SO-8的面積提供接近TO-252的功率密度。 （焊接銅箔面積應(yīng)足夠，以降低熱阻。）,PowerPak,Niko-sem NPak,WE POWER THE HI-TECH,,,,,,,,,,,PROCESSOR,FSBBUS,,SD Me

21、moryDDR Memory,X16 PCIE Graphics,,Thermal Sensor,,DMI,,,,,,,,PCIEX1 Lanes,IDEChannel,SATAPort,,LPCBUS,,,,,,,,,PCI,,,,ExtendedAZALIA,,Main Board的基本架構(gòu),WE POWER THE HI-TECH,,例子： Main Board電源方案,WE POWER THE HI-TECH,線(xiàn)路

22、功能：1.8V降壓并隨電流變化穩(wěn)定在1.2V,,,比較器件調(diào)節(jié)Vgs電壓,變阻器件 Rds,Iout,Vgs,∵ Rds ∝ 1 / Vgs ∴ If Iout↑, 1.2V↓,Vgs ↑,Rds ↓, 1.2V↑,Mosfet在MB的應(yīng)用Linear Regulator實(shí)例,WE POWER THE HI-TECH,Mosfet在MB的應(yīng)用Buck開(kāi)關(guān)降壓線(xiàn)路,,,High Side Mosfet,Low Side Mosf

23、et,*High current stress,*High voltage stress,,Low Qg,,Low Rds(on),Buck線(xiàn)路原理,WE POWER THE HI-TECH,Mosfet在MB的應(yīng)用Buck開(kāi)關(guān)降壓線(xiàn)路,返回,UG,LG,UG ONLG OFF,UG OFFLG ON,UG,LG,ON,OFF,ON,ON,ON,ON,ON,ON,OFF,OFF,OFF,OFF,OFF,OFF,S1,S2,,,,S

24、1,S2,,WE POWER THE HI-TECH,,,MOSFET,N-channel in DPAK P75N02LDG, P70N02LDG P0903BDG, P1703BDG P2003BDG, P3055LDG P60N03LDG, P45N02LDG N-channel in Power-pak P0403BK, P0603BK8 P0903BK8,

25、USB Power Switch,GS7601/GS7602,Switching Regulator,PWM Buck GS9101/GS9102,Linear Regulator,Low-Dropout0.8A~5A:L1084XG/L1085XG/L1086L1087G/L1117/L7805 Ultra Low-Dropout1A~3A/300mV: GS7103/05/06/07,Others P2

26、402OVG, P2703BAG,Mosfet在MB的應(yīng)用,WE POWER THE HI-TECH,,MOSFET,Single NMOS in SO8 P0603BVG, P0803BVG P1103BVG, P1303BVG P1403BVG, P1503BVG P1803BVG, P2003BVG P2703BVG Dual NMOS in SO8 P2103HVG,

27、 P2503HVG P2803HVG, P6803HVGN-channel in PowerPAK P0403BK, P0603BK8 P0903BK8,GS7601, GS7602,MOSFET,Single PMOS in SO8 P1003EVG, P1203EVG P1403EVG, P2003EVG P3203EVG, P3503EVG P06P03LV

28、G TSSOP6 & SOT23 P2703BAG, P3203CMG P2803BMG, P8503BMG,GS7701,Mosfet在NB的應(yīng)用,WE POWER THE HI-TECH,,GS7701,,,,,,,,,,,PBUS,,,,,,,,,ChargerIC,PWMIC,,,PWMIC,1. 05v@4A,1.5v@10A,PWMIC,,,,,Dual PWMIC,,,,,,,,,,

29、,,,SYS,,5V@5A,3.3V@5A,,,5VS,3.3VS,,,,3V LCDBlue toothWireless Lan,,,,,VID,VID,P2003BVG,P2003BVG,P MOSP4402FAGPA002FMG,P2003EVGP1403EVGP1003EVG,V Core,H/S L/SP0803BVG P0603BVGP2003BVG

30、 P1503BVG,H/S L/SP2003BVG P1503BVGP2103HVG (Duel N),3A,,,DDR3,P06P03LVGP2003EVG,Charger,PWMIC,,LDO,,LDO,,,USB 3.0,GS7103,1. 0v@ 0.9A,,1. 8v@1A,GS7103,P2703BAG,H/S L/S

31、P2003BVG,N_Bridge,H/S L/SP2003BVG P1503BVGP2103HVG (Duel N),H/S L/SP2003BVG P1503BVGP2103HVG (Duel N),Mosfet在NetBook的應(yīng)用,WE POWER THE HI-TECH,,MOSFET,N-chann

32、el in DPAK P75N02LDG, P70N02LDG P0903BDG, P1703BDG P2003BDG, P3055LDG P60N03LDG, P45N02LDG N-channel in PowerPAK P0403BK, P0603BK8 P0903BK8 Dual N-channel in SO8 P2103HVG,Switch