当今电力系统的效率和功率密度取决于现代电力设备的两个显著特征：小的导通电阻和快速的反向恢复。
Vishay Intertechnology最近发布紧凑型MOSFET半桥功率级适用于需要高功率密度的应用。在本文中，我们将介绍SiZF300DT这个设备的一些重要特性。我们还将简要讨论反向恢复现象，并了解SiZF300DT这样的功率级如何在这方面改进其性能。
同步降压变换器
首先，让我们简单地检查一下反向恢复现象，看看像SiZF300DT这样的功率级是如何解决这个问题的。考虑下面所示的同步降压转换器，这是SIZF300 DT的主要使用情况之一：
MOSFET的传导损耗。使用的图像由德州仪器
在该电路中，两个MOSFET不应同时导通，以避免输入对地短路。当高侧MOSFET（Q1）导通时，电流流过电感和负载电容。Q1的开启时间决定了输出端出现的电压。如果Q1为开关时间的10%，则输出电压约为输入电压的10%。
当Q1关闭时，Q2应该打开，为电感电流提供一个路径，根据基本物理定律，该路径不能瞬间改变。Q1、Q2的理想栅极电压和输出电流如下所示：
同步buck变换器波形。使用的图像由论半导体
通过MOSFET体二极管的自由旋转
实际上，Q2应该在Q1关闭后的一段时间打开，以确保两个晶体管不同时打开。对于Q1和Q2都关闭的这一小部分开关时间，飞轮路径可以由Q2的本征体漏二极管提供，这在上述buck变换器示意图中明确显示。
二极管的反向恢复
在Q2的续流周期结束时，在Q1刚刚导通之后，体漏二极管需要从正向偏置转到反向偏置状态。当Q1导通并且二极管反向偏置时，我们期望二极管表现出对地的高阻抗。
然而，在从正向偏压到反向偏压的过程中，二极管可以在短时间内反向传导电流。这称为二极管反向恢复，如下图所示。
描述二极管反向恢复。图片由我提供chiro Omura等人
由于二极管能够在Q1接通时反向导通电流，因此在续流周期结束时，输入对地短路。二极管反向恢复时间越长，功率损耗就越大。
用集成肖特基二极管解决这个问题
与体二极管不同，肖特基二极管没有反向恢复时间。这就是为什么添加肖特基二极管与低边MOSFET并联可以显著降低反向恢复电流相关的功率损耗。
Vishay使用术语SkyFET来指带有集成肖特基二极管的MOSFET。该公司声称，与传统的沟道MOSFET相比，其SkyFET MOSFET可以减少与反向恢复相关的功率损失约40%。
据ST微电子添加肖特基二极管也可以提高电磁干扰性能并降低举行直通赛的风险。此外，肖特基二极管比体二极管具有更低的正向电压降。这可以减少二极管导通损耗（IV损耗），这与自由转动周期有关。
Vishay的新型MOSFET半桥功率级
新器件是30v n沟道MOSFET半桥功率级。如下面所描述的，它包括高侧沟槽、低侧SkyFET MOSFET以及集成肖特基二极管。
尺寸为300DT。使用的图像由威世半导体
SiZF300DT的高压侧MOSFET在10v时的最大导通电阻为4.5mΩ。低压侧MOSFET在10 V时的导通电阻为1.84 mΩ。
该设备提供了一个紧凑的3.3毫米x 3.3毫米的封装，据维希，是65%，比其他产品具有类似的导通电阻小。这使得SiZF300DT适用于空间受限应用中的同步buck变换器，如图形卡和加速器卡、计算机、服务器、电信和网络设备。
Vishay还声称，与其他占地面积类似的产品相比，这种新设备每相输出电流最多可提高11%。该器件高侧和低侧mosfet的典型栅电荷分别为6.9nc和19.4nc。就像在公司里讨论的那样应用程序注释栅极电荷值可以用来估计功率MOSFET的开关特性。
SiZF300DT集成了一个大的PGND焊盘，增强了热传递并简化了PCB布局。
结论
将肖特基二极管与MOSFET并联可以通过两种不同的机制提高电力系统的效率。而且，与体二极管不同，肖特基二极管不显示反向恢复时间。此外，肖特基二极管具有较低的正向电压降，并在续流期间表现出较低的导通损耗。
使用的特色图像威世半导体.
