后让我们通过实际测试来看看DirectFET MOSFET的性能。如表所示,在拉载70A的输出电流下,采用DirectFET MOSFET的处理器供电电路转换效率可以达到85.83%,而一般电源方案的效率基本都在80%左右。
表1:电源效率测试 | |||||||
电流 |
10A |
20A |
30A |
40A |
50A |
60A |
70A |
效率(%) |
81.51% |
88.32% |
89.51% |
89.09% |
88.30% |
86.99% |
85.83% |
输入电压 |
11.96 |
11.89 |
11.81 |
11.73 |
11.64 |
11.55 |
11.45 |
输出电压 |
1.396 |
1.378 |
1.359 |
1.34 |
1.32 |
1.3 |
1.288 |
输入电流 |
1.43 |
2.62 |
3.85 |
5.12 |
6.41 |
7.75 |
9.16 |
输出电流 |
9.986 |
19.966 |
29.949 |
39.93 |
49.91 |
59.901 |
69.895 |
输入功率 |
17.1028 |
31.1518 |
45.4685 |
60.0576 |
74.6124 |
89.5125 |
104.882 |
输出功率 |
13.940456 |
27.5131 |
40.7007 |
53.5062 |
65.8812 |
77.8713 |
90.0248 |
表2:MOSFET温度对比测试 | |||
|
DirectFET |
TO 252 MOSFET |
温差(%) |
上桥MOSFET |
46.6℃ |
56.3℃ |
20.82% |
下桥MOSFET |
49.1℃ |
59.9℃ |
20.98% |
注:未加MOSFET散热片,测量MOSFET表面温度。
温度测试方面,我们采用配备DirectFET MOSFET的映泰I55主板与搭配TO 252的普通P55主板进行对比测试。测试前我们取下了MOSFET上的散热片,在系统满载运行半小时左右,测量上桥MOSFET与下桥MOSFET的温度。对比可以看出,二者表面温度有近21%的差距,DirectFET MOSFET的散热设计显然更有效。
DirectFET MOSFET无疑具有出众的性能表现,但同时也有一些缺点,这些主要还是体现在设计上。首先,封装小且无引脚,各焊盘之间的距离非常小,如果在生产过程中,有出现偏位的情况,很有可能就会导致错接而烧坏MOSFET,有可能会进一步烧坏CPU和P55芯片,因此,对制程要求更高。同时,由于厚度限制,如果MOSFET加散热片,那附近就不能摆放稍微厚一点的零件例如电阻电容,更别说是芯片,而这些必须分散地放在背面,给生产带来麻烦。而焊盘小的情况也给布线带来一定的困难,因为和PCB接触的面积有限,像IRF6709的栅极和漏极之间甚至无法打过流的孔位。所以在大电流的情况下,如何解决大电流的传输途径也是工程师们要考虑的问题。后,较高的成本决定了这种MOSFET只会出现在高端定位的主板产品上,如第一款采用DirectFET MOSFET的消费级主板是映泰P55主板中的高端产品TPOWER i55。
总的来说,DirectFET量子芯封装是MOSFET封装的一种里程碑式创新,它在多项性能上有了一个大幅度的提高,国际整流器公司现在也已经授权其它的半导体公司使用此封装,而这种封装可以应用在各种集成度的PCB上,相信陆续会在更多的主板上见到DirectFET量子芯 MOSFET。