MOSFET系列（二）：从制造到封装，精益求精的日系MOSFET

MOSFET将输入电压的变化转化为输出电流的变化，起到开关或放大等作用。因为MOSFET器件是电压控制型器件，在应用中容易控制，而且MOSFET工作频率高，符合功率器件高频化发展的需求。

 

时至今日，MOSFET已经广泛应用于中小功率场合如电脑功率电源、家用电器等，具有驱动功率小、电流关断能力强、开关速度快损耗小且不存在二次击穿的优点。在广大的中低压应用当中无论是消费类电子还是家电，又或是嵌入式系统，MOSFET占据着巨大的市场份额。

 

上一期中提到，MOSFET的市场格局以欧美系和日系为主流，欧美系英飞凌与安森美稳坐头两把交椅，日系瑞萨，东芝，罗姆紧随其后。日系厂商和欧美厂商类似，都拥有先进的技术和生产制造工艺，在品质管理上更是精益求精，同样是全球功率半导体中高端MOSFET的主要提供方。

 

ROHM MOSFET系列

 

罗姆最重要的武器就是SiC，旗下的MOSFET的特点是低导通电阻和高速开关。ROHM MOSFET系列在全球都极具竞争力。目前，罗姆的MOSFET产品矩阵从小信号产品到800V高耐压产品，提供各种电压的产品阵容，适用于电源、电机等各种用途的产品系列一应俱全。

 

BSS138BKWT106是ROHM最新的采用了UMT3封装的单N道60V MOSFET，主要应用于开关电路和低压侧负载开关、继电器驱动器。

 

（BSS138BKWT106，ROHM）

 

BSS138BKWT106在转换上是优于同系列产品的，官方在描述上用了“very fast”来形容该器件在转换上的性能，同时为该器件配置了超低压的驱动，仅2.5V。BSS138BKWT106的RDS(on)的最大值为0.68Ω，而热阻RthJA最小值仅为416℃/W。这个数值代表着该器件的热性能极好。在超低压驱动下，BSS138BKWT106能提供高达2kV的ESD保护。

 

ROHM额定电压为600～800V的功率MOSFET产品采用了超级结技术。正是通过这项技术，ROHM旗下产品实现了高速开关和低导通电阻的性能，大大降低了应用的损失。这里选取ROHM PrestoMOS R6004JND3，R6004JND3是一种低导通电阻和快速开关的功率MOSFET系列产品，PrestoMOS系列内置罗姆专利技术做成的快速二极管以此解决节能问题。

 

（R6004JND3，ROHM）

 

R6004JND3的载流能力在4A左右，最受关注的RDS(on)最大值也仅仅只有1.43Ω。可以说的确是做到了低导通。而因为内置了专利快速二极管，该器件的能耗也非常低，额定工况下仅有60W。从数据看实实在在地做到了产品节能化。另外，该器件拥有快速反向恢复时间的特点。封装上采用的TO252/也是常用于功率晶体管、稳压芯片的封装，是目前主流封装之一。

 

RENESAS MOSFET系列

 

瑞萨电子其前身却是赫赫有名的科技型企业日立制作所半导体部门和三菱电机半导体部门合并而成，业务覆盖无线网络、汽车、消费与工业市场等领域。作为日系半导体后继者的瑞萨在MOSFET商业化上可靠性极高。

 

2SK1317，瑞萨高压Nch MOSFET器件。除去低导通电阻和高速开关这两个常见的特点，2SK1317还拥有高于同类产品的鲁棒性。

 

（2SK1317，瑞萨）

 

2SK1317是应用于1500V高击穿电压的器件，在低电流下即可驱动。峰值电流可到7A。RDS(on)典型值为9Ω，最大值12Ω。在高压下依然保持了较低的导通阻值。该器件在封装工艺上采用的TO-3P，是中高压、大电流MOS管常用的封装形式，在耐压性、抗击穿能力上都有很高的适应性。

 

瑞萨在封装工艺上还有很多“绝活”。WPAK是瑞萨开发的一种高热辐射封装，通过封装把芯片散热板焊接在主板上，通过主板散热，使小形封装的WPAK也可以达到D-PAK的输出电流同时减小布线电感。LFPAK和LFPAK-I是瑞萨开发的另外2种与SO-8兼容的小形封装。LFPAK类似D-PAK，但比D-PAK体积小。瑞萨的LFPAK-I封装在散热技术上可以说是散热技术的代表技术之一了。不难看出在细节上日系企业还是很能下苦工的。

 

东芝MOSFET系列

 

东芝在分立半导体上一直野心满满。此前曾提出要在2021年在分立型半导体元件上的销售额达到2000亿日元。东芝的12V-300V MOSFET延续了每一代的沟道结构和制造工艺，稳定降低低压功率MOSFET的漏极-源极导通电阻RDS(ON)。400V-900V MOSFET则提供了超结MOSFET主攻高输出应用，而对于低输出应用，提供了D-MOS（双扩散）MOSFET。

 

在12V-300V 范围里，东芝的MOSFET提供高速、低漏源导通电阻特性和低尖峰型，具有优化的缓冲电路吸收器常数。开关损耗和噪声性能在东芝的系列产品上也做的很好。

 

TPH2R408QM是东芝采用最新一代工艺制造而成的80V U-MOSX-H系列产品。开关应用中的关键指数如RDS(ON)，以及RDS(ON)×Qg都在新一代工艺下有了长足的进步。

 

（U-MOSX-H，东芝）

 

TPH2R408QM的RDS(ON)导通电阻（典型值）为1.9mΩ，在这样低的导通电阻下，该器件的总栅极电荷Qg也非常低，只有87nC。这得归功于 U-MOSX-H系列采用的细间距技术，该技术优化了单元结构。通过降低RDS(ON)、Qg，降低了主要损耗，提高设备的效率并且降低器件温度。除此之外，新的结构工艺和封装工艺下的TPH2R408QM拥有175℃超高的额定结温。

 

小结

从本期日系厂商的MOSFET产品系列可以看出，在功率半导体领域日系企业仍然表现强势。各大厂商都有自己的特长，有些在封装上独具匠心，有些在结构工艺上领先行业。虽然在市占上略微不及欧美系，但整体实力强劲且后劲十足。