什么類型的MOS管在撐起消費電子市場?
最近熱門MOS管被反復搜索,比如AO3400A這一款中低壓的30V NMOS管,它是常見的SOT-23封裝。單看這個規格參數并不是很突出,但是它正好卡在了消費電子的活躍節點,12V到30V電源管理節點。消費電子中手機、TWS耳機、PD充電器、移動電源等產品,它的內部有很多的負載開關和電路保護,這些應用所需的MOS管中,AO3400A這類器件就是主力。
消費電子中的基礎連接
在消費電子當中,中低壓的MOS管起到一個基礎連接的功能。它們既不需要處理大功率變換,也不用在主驅逆變器當中擔當重任。它們的任務就是接通電路、切斷電路、穩定降電壓等等,這些基礎任務都和中低壓MOSFET的參數直接相關,如產品中的導通電阻RDS(on)、閾值電壓VGS(th)和柵極電荷Qg這幾個參數,最終體現在產品的續航和發熱表現上。
承擔不同角色的MOS管
MOS管在不同的終端應用中承擔著不同的角色,尤其是在消費電子當中。
在PD充電中,如AO3400這類的MOS管主要被應用在次級同步整流和輸出開關。PD充電的內部空間相當狹小,發熱集中。MOS管的導通電阻每升高一點,效率就會下降零點幾個百分點,在現在也許就是產品合格與否的分界線,所以導通電阻和熱阻是硬性指標。
再看TWS耳機電池倉里的MOSFET,更多的時候承擔著負載開關的角色,這類產品的待機時間直接影響了用戶使用時長,在待機狀態多漏電1微安,續航可能縮短半小時。因此漏電流這個參數顯得格外重要。而規格書里往往不會單獨標注這項參數,為了用戶體驗,實際工程師會重點評估這項參數。
移動電源的主控拓撲旁邊,中低壓MOS管需要完成同步整流和路徑管理,更需要關注單位體積內的效率以及批次一致性。移動電源產品每次出貨數萬臺,每一批次的表現不同會導致終端的體驗也跟著波動。
規格書之外的因素
規格書內參數一般都會關注,但是規格書以為的因素則很少人會注意。
比如在規格書中的導通電阻其實指的是常溫下的典型值,但是消費電子產品很少長期在完全的常溫環境工作,像是電池倉在充電的時候溫度升高、充電器連續工作以后發燙這些情況,實際MOS管的導通損耗比規格書上高出不少。所以才需要放在實際電路中,跑滿負載做溫升檢測。
而在實際電路檢測這個步驟中,不同品牌MOS管封裝工藝的差異也會展露。同樣的規格書數據,實際使用上卻有的封裝散熱表現好,有的封裝熱阻較高,難以察覺。消費電子是對溫度相當敏感的,所以上電路實測相當關鍵。
還有批次一致性這個指標,如果每一批次的器件性能參差不齊,終端用戶的體驗就會出現波動。這就讓很多工程師更傾向于尋找能夠直接提供對標參考、并且具備封測能力支撐的供應商,這已經不是單純購買一顆物料了,而是在購買一份確定性。
結語
激烈競爭的市場讓器件的選型也變得務實,物料的適配與否,已經不僅看到規格書上的參數,還要看實際電路上的驗證。對于正在評估選型替代的工程師來說,參數對照只是第一步,真正讓人放心的,還有同一工況的實測對比數據。