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功率MOSFET

意法半导体功率MOSFET产品采用先进的封装,具有很宽的击穿电压范围(-100到1700 V)、低栅极电荷和低导通电阻。我们通过面向高压功率MOSFET(MDmesh和STMESH沟槽)和低压功率MOSFET (STripFET) 的制程增强了功率处理能力,从而实现了高效解决方案。


了解我们的产品组合


优势

  • -100至1700 V击穿电压范围
  • 面向低压到超高压功率MOSFET提供30多种封装选项,包括:
    • 突破性的顶部冷却式HU3PAK封装,可实现更高的功率密度和更完善的热管理
    • 4引线TO-247封装具有专用控制引脚,用于提高开关效率
      • H2PAK封装,面向大电流能力应用
      • 高度创新的表面贴装式无引线TO-LL封装
    • 1 mm高的表面贴装式PowerFLAT系列 (2x2- 8x8 mm),带有大片裸露金属作为漏垫,使其具有优异的散热能力
    • 改善了栅极电荷,降低了通态电阻,满足了当今极具挑战性的效率要求
    • 面向特定产品线的本征快速体二极管
    • 广泛的车规级功率MOSFET产品组合
    • 面向应用的技术

    Automotive MOSFETs in tiny 5x6 mm dual-side cooling package

    意法半导体扩大了AEC-Q101 MOSFET的产品范围,推出了两款采用先进的PowerFLAT™ 5x6双侧冷却 (DSC) 封装的40V器件,表面可湿。STLD200N4F6AGSTLD125N4F6AG的最大导通电阻分别为1.5 mΩ和3.0 mΩ,可确保较高效率并有助于简化系统热管理。0.8 mm厚的PowerFLAT 5x6 DSC保留了标准表面可湿封装的占位面积和热效率底部设计,同时使顶部源电极外露,以进一步增强散热性。此配置可达到更高的额定电流,从而提高功率密度,使设计人员能够在不牺牲功能、性能或可靠性的情况下构建更小的ECU。

    Power MOSFET Basics

    mosfet circuit
    MOSFET circuit symbol

    MOSFET stands for Metal Oxide Semiconductor Field Effect Transistor. It's a voltage controlled device with 3 terminals:

    • Gate (electrically insulated from the semiconductor)
    • Drain
    • Source

    When a voltage applied between the Gate and the Source reaches a certain threshold (VGS(th) or threshold G-S voltage), the device is able to support current conduction between the Drain and the Source (ID or drain current).

    mosfet structure
    MOSFET simplified structure

    When a voltage applied between the Gate and the Source is below VGS(th), the device will withstand a voltage up to BVDSS (or breakdown voltage).

    MOSFETs can be used as a signal amplifier (linear operation) or as a switch in power applications.

    MOSFET parameters

    Like many other types of semiconductor power switches, the main parameters of a MOSFET, usually available in most datasheets, are:

    • RDS(on) (on-state resistance): electrical resistance when the device is set in on state. The lower is RDS(on), the lower is the conduction loss due to power dissipation when the current is flowing.
    • BVDSS (breakdown voltage): maximum drain-to-source voltage that the device is able to sustain when in off state.
    • QG (total gate charge): amount of electric charge required to the gate driver to turn on/off the device itself. QG impacts directly the efficiency (the lower, the better).

    The product of RDS(on) and QG is known as the MOSFET Figure of Merit (FOM).

    Other important parameters are intrinsic capacitances that can affect the switching times and voltage spikes, and body drain diode when device is used as power diode, like in synchronous free-wheeling operation mode.

    mosfet parameters
    Example of MOSFET datasheet parameters

    Learn more about how to read MOSFET datasheet parameters thanks to our series of videos dedicated to "Power MOSFET datasheet parameters".

    Main types of power MOSFETs

    MOSFETs can be of different types, including:

    N-channel enhancement-mode MOSFETs are the most popular type used in power switching circuits because of their low RDS(on) (on-state resistance) compared to P-channel MOSFETs.

    mosfet main types
    Overview of the main types of MOSFETs

    Power MOSFET Applications

    Power MOSFETs play an important role in all applications handling Power.

    The main applications of high voltage MOSFETs include:

    • Switch Mode Power Supplies (SMPS)
    • Residential, commercial, architectural and street lighting
    • DC-DC converters
    • Motor control
    • Automotive applications

    ST's high voltage MOSFET portfolio offers a broad range of breakdown voltages up to 1700 V, with low gate charge and low on-resistance, combined with state-of-the-art packaging. ST's MDmesh™ high-voltage MOSFETs technology has enhanced power-handling capability, resulting in high-efficiency solutions.

    The main applications of low voltage MOSFETs include:

    • Switch, buck and synchronous rectification
    • Uninterruptible Power Supplies (UPS)
    • Small motor control
    • Switch Mode Power Supplies (SMPS)
    • Power-Over-Ethernet (PoE)
    • Solar inverters
    • Automotive applications

    ST's low voltage MOSFET portfolio offers a broad range of breakdown voltages from -100 V to 120 V, with low gate charge and low on-resistance, combined with state-of-the art packaging.

    eDesignSuite

    eDesignSuite 是一套全面且易于使用的设计辅助工具,旨在帮助您简化系统开发过程,并支持广泛的ST产品。

    电源管理设计中心

    组件的热电模拟器

    信号调节设计工具

    NFC/RFID计算器

    选择设计工具:
    电源管理设计中心

    电源设计工具

    支持按拓扑、类型和产品进行SMPS设计
    具有模拟和数字控制的PFC设计
    支持各种PCB配置
    Choose type:
    DC/DC
    AC/DC
    太阳能电池充电器
    电源管理设计中心

    LED照明设计工具

    处理常见拓扑中的AC-DC和DC-DC设计
    显示带注释的交互式原理图
    提供电流/电压曲线图、波特图、效率曲线和功率损耗数据
    Choose type:
    DC/DC
    AC/DC
    电源管理设计中心

    数字电源工作台

    提供电源部分和控制回路的逐步优化设计。
    为定制应用生成 STM32Cube 嵌入式软件包,并允许生成与多个 STM32 IDE 兼容的固件项目。
    电源管理设计中心

    电源树设计器

    为树中的每个节点指定输入/输出功率
    检查一致性
    设计每个单独的节点
    选择设计工具:
    组件的热电模拟器

    AC开关模拟器

    选择额定值与应用波形
    获取结温与阻断电压曲线图
    搜索合适的器件并进行排序
    组件的热电模拟器

    整流二极管模拟器

    选择额定值与应用波形
    预测功率损耗
    搜索合适的器件并进行排序
    组件的热电模拟器

    STPOWER Studio

    支持长期任务剖面
    提供功率损耗与温度曲线图
    帮助确定散热器热性能
    组件的热电模拟器

    Twister Sim

    为ViPOWER汽车电源器件选型提供帮助
    支持负载兼容性、线束优化、故障工况影响和诊断分析
    支持各种PCB配置
    组件的热电模拟器

    TVS模拟器

    指定系统额定值和浪涌波形
    搜索合适的器件并进行排序
    组件的热电模拟器

    Estimate

    数分钟即可完成简单原理图构建及固件输入
    快速生成电池寿命、系统功耗和BOM成本的可靠估算结果
    组件的热电模拟器

    PCB热模拟器

    支持通过Gerber文件进行PCB热分析。
    可添加热源、散热器、铜区域和热路径。
    采用强大的服务器端引擎实现渲染和模拟。
    通过二维图表直观显示热分析结果。
    选择设计工具:
    信号调节设计工具

    有源滤波器

    处理多级设计和常见拓扑结构
    返回电路元件值
    提供增益、相位和群延迟图
    低通、高通和带通
    信号调节设计工具

    比较器

    处理最常见的配置
    返回电路元件值
    提供I/O信号波形
    反相、非反相、窗口
    信号调节设计工具

    低侧电流检测

    返回电路元件值
    提供电流误差图
    信号调节设计工具

    高侧电流检测

    提供电流误差图。
    帮助选择正确的高侧电流检测和分流器件。
    选择设计工具:
    NFC/RFID计算器

    NFC电感

    输入电路图和基板性能
    获取天线阻抗
    NFC/RFID计算器

    UHF链路预算

    输入正向和反向链接特性
    该工具将返回链接预算估算
    NFC/RFID计算器

    NFC调谐电路

    输入天线参数和匹配目标
    选择匹配网络的拓扑结构
    该工具将返回所需设计目标的元件值