MOSFETを内蔵した降圧レギュレーターで電力密度を向上：集積化で実現（3/3 ページ）

集積化は半導体エレクトロニクスの基本であり、類似機能や補完機能を単一デバイスに統合する技術が、業界全体に活気をもたらします。パッケージング、ウエハー処理、リソグラフィの進歩と相まって、フィーチャ密度も上昇し続けており、物理的サイズと電力の両面においてより効率の良いソリューションの提供につながります。

[EDN Japan]

マルチモード動作

　FAN650xxファミリは、設計の柔軟性を高めるために複数の動作モードを備えています。動作モードには、マスタモードと非マスタモードの両方におけるCCMとDCMが含まれます。デバイスのModeピンで、動作モードをパルス変調モードか周波数同期モードのどちらにするかを制御できます。

図2：FAN650xxファミリを使用して強制CCMモードまたはDCMモードで動作させる設計の一例　強制CCMモードでは、負荷条件に関係なく固定周波数での連続導通モードのままで、低リップル出力を供給します。デバイスがDCMモードで動作する場合は、軽負荷時にはパルス・スキップが行われますが、インダクタ電流が0Aを超えると、自動的にCCMモードに切り替わります。これにより、軽負荷アプリケーションや待機時の動作効率が向上します（クリックで拡大）

　周波数同期で動作するマスタモードでは、デバイスは独自のクロックと180度、位相がずれたクロック信号を生成し、複数のデバイスを同期させながら入力リップルを最小限に抑え、システム全体の効率を向上させます。

熱管理

　マルチチップモジュール設計では、ローサイドMOSFETのソースを物理的に大きなグランドプレーンに接続できます。さらにビアを使用してPCBの内層への効率的な熱経路を作り出すことができます。この設計はモジュールの熱特性を改善し、全体的な効率をさらに向上させます。

　図3では、FAN65004Bを使用して、出力電流5A、48V入力〜28V出力コンバーターを構築しています。

• ケース温度用熱電対をハイサイドFETに配置：T1 = 117.9℃
• 周囲温度用熱電対をボード底面に配置：T2(Ta) = 98.9?C

　このソリューションは、温度がわずか19℃上昇するだけで97％の高効率を達成し140Wの出力電力を供給します。

図3：FAN650xxファミリの熱効率の例

【著：Jeniffer Joseph／ON Semiconductor マーケティングマネジャー】