在今天的功率电子系统中，MOSFET 承载的电流和功率越来越大，而产品的尺寸却越来越紧凑，这就使得功率密度成为功率 MOSFET 选型时一个需要重点考量的指标。
想要提升 MOSFET 的功率密度，在前道工艺中采用先进的材料和制程，不断降低器件的导通和开关损耗，无疑是一条有效的技术路径；与此同时，在后道工艺中通过先进的封装技术，实现高效的热管理，有利于简化散热系统设计，降低 PCB 和相邻元器件的温度，减少系统的热应力，在进一步优化功率密度上也发挥着重要的作用。
因此，将高能效的器件设计与先进的封装技术相结合，已经成为今天功率 MOSFET 产品迭代升级的大趋势。这一趋势，在 Vishay 新一代功率 MOSFET 上体现得淋漓尽致。
比如，Vishay 推出的 SiSD5300DN 新型 30 V N 沟道 TrenchFET® 第五代功率 MOSFET，10 V 栅极电压条件下导通电阻仅为 0.71 mΩ，导通电阻与栅极电荷乘积，即开关应用中 MOSFET 关键的优值系数 ( FOM ) 为 42 mΩ*nC，在业界同类产品中也是出类拔萃。
图 1：PowerPAK 1212-F 封装 SiSD5300DN 30 V N 沟道 MOSFET
同时，SiSD5300DN 采用了基于源极倒装技术的 PowerPAK®1212-F 封装，与上一代 MOSFET 采用的 PowerPAK 1212-8S 封装相比，热阻从 63 °C/W 降至 56 °C/W，源极焊盘尺寸增加了 10 倍 ( 从 0.36 mm2 提高到 4.13 mm2 )，大大改善了热性能。从下图中可以看到，采用 PowerPAK 1212-F 封装的 SiSD5300DN 在恒定功率条件对比测试中，处理相同电流时的工作温度明显降低。
图 2：采用 PowerPAK 1212-F 封装的 SiSD5300DN
具有更好的热性能
基于新型 PowerPAK® 8 x 8 LR 封装的第四代 600 V E 系列功率 MOSFET，是另一个成功的范例。与前代器件相比，其导通电阻降低了 27 %，导通电阻与栅极电荷乘积 (即RDS(on)x Qg FOM) 下降了 60 %。
图3：基于新型 PowerPAK® 8 x 8 LR 封装的第四代 600 V E 系列功率 MOSFET
特别值得一提的是，由于该功率 MOSFET 采用了独特的顶侧冷却封装解决方案，与采用底侧冷却的 D2PAK 封装相比，占位面积节省 52.4 %，高度降低 66 %，结壳（漏极）热阻 R thjc 仅为 0.25 °C/W，在相同导通电阻下额定电流增加 45 %，从而显著提高可额定功率和功率密度，这使其成为 3 kW 以下电源解决方案的理想选择。
图4：新型顶侧冷却 PowerPAK® 8 x 8 LR 封装与传统的
底侧冷却 D2PAK 封装相比，具有更佳的热性能，
在相同功率下具有更低的器件和 PCB 温度。
在功率电子系统的设计中，具有更高功率密度的 MOSFET 可以带来更高的能效、热效率、电流输出，以及板级可靠性。Vishay 将先进的封装技术与创新的器件设计相结合，打造出了具有出色高功率密度的、品类丰富的功率 MOSFET 产品。
文章来源：Vishay