¿Por qué los mosfets de montaje superficial tienen la almohadilla del disipador de calor en el desagüe en lugar de en la fuente? (Canal N)

Por la misma razón que los transistores bipolares se hunden por calor a través del colector. Cuando se fabrica el transistor, ese es el terminal grande en la parte posterior de la matriz. La fuente, o emisor en BJT's, es una malla de pequeños terminales intercalados con los terminales de la puerta o base en la parte superior de la matriz. Es simplemente el único terminal práctico para conectarse.

Porque el disipador de calor forma un condensador parásito. Cuando el mosfet cambia, grandes corrientes pueden pasar a través de él. Si lo conectas a tierra, acabas de mejorar su capacitancia debido al área más grande del plano de tierra. Ahora también puede acoplarse a cualquier cosa dentro del anillo de guardia del MOSFET. Si conecta el disipador de calor a la fuente, también se conectará directamente a los planos de potencia.

Trate el disipador de calor como trataría un recinto. No puede conectar un recinto de conducción directamente a tierra en varios puntos para evitar las rutas actuales. Usas condensadores para bloquear los bucles de corriente. Esta es la razón por la que utiliza un plano separado para la disipación térmica y lo conecta a tierra a través de condensadores para EMC (conexión de RF). Puede encontrar una discusión más detallada aquí.

P.S. Para aplicaciones de conmutación rápida, el disipador de calor puede sumir / generar una corriente significativa, incluso si está flotando. He visto circuitos con algunos amperios pasando por él.

Para una mejor gestión térmica, conecte la ruta de eliminación de calor a la región del silicio donde se genera el calor (I * V). La conductividad térmica del silicio es de 150 vatios / metro * grado C. Para un metro cúbico de silicio. Para un centímetro cúbico, el calor viaja solo 1 cm, pero el área para conducir el calor ha bajado de un metro cuadrado a 0.01 * 0.01 metro cuadrado. El resultado es que la conductividad térmica desciende a 1,5 vatios / grado C ----- si el calor tiene que viajar ese centímetro completo. Las obleas de silicona tienen un grosor de 300 micrones (0,3 mm), por lo que ThermCond es de 5 vatios / grado C. Al eliminar el calor más cercano a su región de generación, podemos reducirlo a la mitad. Pero eso resulta en disipadores flotantes.

¿Qué sucede cuando el disipador térmico está flotando y moviéndose con cierta velocidad de giro?

¿Qué tan grave es esa corriente transitoria de disipador a "tierra"? ¿Y qué deltaVoltage a través de un inductor de 10nH? (1cm de ruta de retorno)

Suponga que el disipador de calor mide 10 cm por 5 cm; Supongamos 20 mils entre capas, o 500 micras. Supongamos que Er = 5. Capacitancia C = E0 * Er * Área / Distancia se convierte

9e-12 * 5 * 10cm * 5cm / 0.5 milímetros = 45e-12 * 50 * 0.0001 / 0.5 * 0.001 = 450pF

Suponiendo que 200 voltios en 200 nanosegundos son transitorios en el drenaje FET.

I = C * dV / dT = 450 pF * 1e + 9 = 0.45 amp, con un Trise de 10 nanosegundos (el FET probablemente se activa en 10nS, aunque el giro dura 200 ns).

¿Qué es el "suelo" molesto? V = L * dI / dT = 10nH * 0.45amp / 10nSec = 450 miliVolts