100V, N-Channel NexFET Power MOSFET

Texas Instruments, anche se non è sempre noto, produce N-MOS e P-MOS ottimizzati per i convertitori DC-DC e ponti H.
La famiglia di transistor TI è nominata NexFET(TM) e fa uso di una tecnologia particolare che consente di ottenere Resistenze  Rds dell´ordine di pochi mohm, permettendo di raggiungere elevate efficienze nella realizzazione dei convertitori DC-DC.
Infatti, una parte dell’energia che viene a dissiparsi nel transistor è pari al prodotto tra il quadrato della corrente che scorre tra il Drain e il Source e il valore della resistenza Rds. Per questo, avendo una bassa resistenza tra Drain e Source si riescono a limitare le perdite, ovvero aumentare l’efficienza del sistema. Non è insolito vedere l´utilizzo di transistor collegati in parallelo, proprio per limitare la resistenza tra il Drain e il Source (ponendo due transistor in parallelo dello stesso tipo, la resistenza si dimezza). Il collegamento in parallelo dei transistor permette anche di controllare una corrente maggiore sul carico.
Un altro parametro molto importante per raggiungere buone efficienze anche a frequenze elevate di switching, è la QG ovvero la quantità di carica necessaria al Gate per poter funzionare correttamente ed ottenere un canale tra il Drain e Source a bassa resistenza. In particolare i NexFET hanno QG di pochi nC facendo di tali MOS tra i più efficienti disponibili sul mercato. Qualora si dovessero mettere più transistor in parallelo, la capacità di Gate totale aumenterebbe creando delle perdite maggiori ad alte frequenze di commutazione, infatti la capacità deve essere continuamente caricata e scaricata. Elevate frequenze di commutazione sono spesso richieste al fine di miniaturizzare il convertitore DC-DC, infatti ad elevate frequenze è possibile usare induttori più piccoli. Si capisce dunque come la famiglia NexFET, unendo bassa resistenza tra Rds e bassa Capacità di Gate permetta il raggiungimento di ottime efficienze di sistema.

Recentemente TI ha rilasciato i NexFET a 100V tra i quali si ricordano:
 

  • CSD19535KCS
  • CSD19536KCS  


Tali FET oltre ad essere a 100V resistono a picchi di corrente dell´ordine di 200A.

La famiglia NexFET è disponibile oltre che per 100V anche per tensioni inferiori, quali 80V, 60V, 40V, 30V. I package disponibili sono sia a montaggio superficiale con package SON3x3, SON5x6
 


Figura 1: Package QFN SON


che con classico TO220, rendendoli ideali per un montaggio con alette di raffreddamento al fine di poter dissipare più facilmente l´energia interna.
 


Figura 2: Package TO220

Il package TO220 può essere facilmente utilizzato in laboratorio per realizzare dei carichi attivi o sorgenti di corrente con rapidi transienti. Altro utilizzo tipico potrebbe essere quello di ponti H per motori DC di potenza.

Una sub famiglia dei NexFET è la FemtoFET, che oltre ad avere le ottime caratteristiche dei NexFET, hanno dimensioni di soli 1mm x 0.6mm, rendendoli i MOSFET  ad alte prestazioni più piccoli attualmente disponibili.

 


Figura 3: Package PICOSTAR
 

Nota

  • NexFet e FemtoFET sono Trade Marks Texas Instruments
  • Le immagini sono prelevate dalla product folder dei relativi prodotti citati

 

Bibliografia

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