Malý, menší, nejmenší. Pro MOSFETy to nyní znamená DFN0603

U některých věcí představují zvyšující se rozměry nespornou výhodu. Jenže pak zde máme i případy, a není jich zase tak málo, kdy ve snaze o naprostou miniaturizaci počítáme doslova s každou desetinou milimetru. Někdy se to neobejde bez kompromisů, ale jedno je jisté: u elektronických zařízení musíme při zmenšování začít již na úrovni součástkové základny, kterou samozřejmě tvoří též diskrétní, polem řízené tranzistory. Ve společnosti Nexperia v létě ukázali, jak se s tímto náročným úkolem vypořádat se ctí.

Rozměry klesají, hustota výkonu roste

S tranzistory MOSFET se často pojí představa obrovských výkonů, nicméně při obecném spínání zátěže, bezdrátovém nabíjení, ovládání bateriového zdroje, buzení svítivých diod, změně napěťových úrovní, DC/DC konverzi nebo kupříkladu řízení relé takové úrovně stejně nebudou pokaždé zapotřebí. V oblasti mobilních zařízení nebo např. nositelné elektroniky se navíc běžně pohybujeme na zcela zanedbatelných zlomcích takového zatížení, které však musíme stále nějak „obsloužit“. Třeba s tranzistory MOSFET určenými pro nízké signálové úrovně a v pouzdrech vhodných k povrchové montáži, které nyní daly vzniknout nejmenším DFN MOSFETům na světě [1]. Nová řada 20V a také 30V tranzistorů zde bude počítat s provedením typu DFN0603, které se již výrobci osvědčilo u prvků chránicích před elektrostatickými výboji ESD. Proč to tedy stejně nezkusit i s MOSFETy, zvláště když tak učiníme jako první?

Obr. 1 Máte diskrétní MOSFETy spojené s obrovskými pouzdry? Nexperia zase tak moc ne [1]

Co si budeme říkat, požadavky na dostupné funkce u drobné elektroniky neustále rostou, zejména když musí vývojáři pracovat i s novými systémy umělé inteligence AI nebo např. strojového učení ML. Jenže prostor nebude „nafukovací“ a další problém zde navíc představuje i ztrátové teplo. Proudové odběry se logicky jen tak nesníží. Firmě Nexperia se však podle všeho daří společně vyřešit obě komplikace. Za prvé, použitá pouzdra typu DFN0603 zde zabírají pouze 0,63 × 0,33 × 0,25 mm, což oproti dalšímu nejmenšímu provedení MOSFETů, DFN0604, znamená 13procentní úsporu místa. Výrobce se také vyhýbá kompromisům, vždyť odpor RDS(on) se u těchto spínacích součástek ve skutečnosti ještě snižuje, dokonce až o 74 procent.

Obr. 2 Při náhradě polem řízených tranzistorů ve větším provedení sáhněte po miniaturách typu DFN,
které v režii firmy Nexperia zaberou třeba jen 0,2 mm² [3];
řešení v poněkud větších pouzdrech typu DFN0606 jsme na stránkách DPS představili již dříve v [4]

Poroste i nabídka

Novou řadu miniaturních tranzistorů Nexperia zde budou tvořit 20V Trench MOSFETy s kanálem N (PMX100UN), podobné verze PMX100UNE vybavené 2kV ESD ochranou dle modelu lidského těla HBM, 30V Trench MOSFETy s kanálem N (PMX300UNE) a konečně též 20V prvky PMX400UP s kanálem typu P. Výrobce navíc ještě letos plánuje svou nabídku v této řadě rozšířit o další dva polem řízené tranzistory. Již v době psaní tohoto článku to znamenalo dokonce 60V Trench MOSFETy PMX700EN s kanálem N, které stále počítají s neobyčejně drobným SMD provedením typu DFN0603-3, resp. SOT8013 [2].

Obr. 3 20V Trench MOSFETy PMX100UNE s kanálem N nezapomínají ani na ESD ochranu.
Jejich typický odpor RDS(on) dosahuje při UGS = 4,5 V, ID = 1 A a pokojové teplotě 130 mΩ [2]