改良的热性能

在功率管理和电机控制应用的分立实现中，主要器件通常是功率MOSFET。通常，功率MOSFET的主要特点是器件导通电阻，该性能决定了MOSFET在导通电流时，器件消耗的功率和产生的散失热量。

通常有两个方法可以提升功率MOSFET的导通电阻性能。一种是提高给定尺寸芯片上面的晶体管的密度。第二个方法更简单些，是增加芯片的面积，但后果可能是设备的尺寸更大。由于尺寸的增加，导致使用该功率MOSFET的终端设备成本的增加，面临的挑战是在晶体管单元密度增加的同时，提高封装电阻，这是一个在导通电阻，芯片实际尺寸和外壳热阻之间很难做出取舍的过程。

表1：热性能增强的D2PAK和标准D2PAK封装的对比(略)

表2：PowerPAK与标准小外廓(略)

解决这个问题的一个途径是对现有封装进行改进，提高器件热性能。例如，热性能增强的D2PAK封装版本，采用了专有的引线框设计，实现了采用这种封装器件的业界最低的热阻，这也依赖于使用的芯片尺寸。与常规使用的D2PAK封装器件相比，采用热性能增强的封装版本的器件可提升29％的最大电流，达到100A；提升了75％的散热，达到437.W，导通电阻仅有2.3 m 。热阻仅为0.4 C/W，比标准的D2PAK封装的器件低33％。因而这种器件可处理更高电流和更大功率，或者在同等电流和功率下工作时，运行产生的温度较低（表1）。

更高等级的集成

在功率管理和电机控制等应用中，将多种功能集成在一个器件上有很多好处，两个最显而易见的优点是节省了空间，简化了材料清单。对于这些类型的应用，通常设计者会选用微控制器或ASIC。这样全面保护的设备造价高昂，特别是使用某些器件时，如半桥、H桥和三相桥等。

要保护一个单独的器件，需要2个、4个甚至6个保护元件。使用带有完全保护措施的器件的另一种替代方法是，采用带有温度或电流传感的MOSFET。 这种保护方法是与微控制器或ASIC整合在一起的，这大幅减少了MOSFET的成本，而ASIC只增加了少量成本。这些传感的MOSFET可以很便宜，因为它们只为保护功能而设计。精确性不是问题。在大部分的应用案例中，温度传感被用于温度保护，而电流传感技术典型用于电流控制。

传感MOSFET与完全保护器件相比的另一个好处就是，设计者可选择截止关闭点。完全保护的MOSFET典型的截止温度是150 C。对于设计需要截止温度是125 C或175 C来说，带有温度传感的MOSFET提供了设计的灵活性。

对于集成设计要求来说，带有电流侦测的MOSFET同样也提供了灵活性。例如，一种指示灯设计要求是当该设备处于感性负载使用是点亮，而当短路或过载时，冷灯丝的较大电流可被检测到。电流侦测可轻松的处理这种情况。

事实上，在有限的封装内，任何MOSFET可转换为温度或电流传感的MOSFET。当传感器件采用DPAK或D2PAK封装时，设计者需要两个额外的引脚。这不仅仅增加了封装的成本，也限制了键合引线的数量和直径，当采用D2PAK封装时，电流被限制在60A。采用较小的封装或有着较多管脚的封装，如PowerPAK SO 8、SO8或引脚较宽的6引脚封装可以降低封装成本，但也使通过的电流大为下降。

下表展示了当前广泛使用的热增强的D2PAK封装（SUM系列器件）的特性。

表(略)