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SIRA14DP

器件型号:SIRA14DP
厂商名称:Vishay Telefunken (Vishay)
厂商官网:http://www.vishay.com
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器件描述

N-Channel 30 V (D-S) MOSFET

SIRA14DP器件文档内容

           www.vishay.com                                                                              SiRA14DP

                                                                                                    Vishay Siliconix

                                      N-Channel 30 V (D-S) MOSFET

PRODUCT SUMMARY                                                            FEATURES
                                                                            TrenchFET Gen IV power MOSFET
VDS (V)       RDS(on) () MAX.         ID (A) a     Qg (TYP.)                100 % Rg and UIS tested
   30      0.00510 at VGS = 10 V         58          9.4 nC                Material categorization:
           0.00850 at VGS = 4.5 V        45
                                                                             For definitions of compliance please see
           PowerPAK SO-8 Single                                             www.vishay.com/doc?99912
                                                D
                                                                           APPLICATIONS
                                           D8
                                      D7                                                                                                                      D
                                D6
                                 5                                          High power density DC/DC
                                                                            Synchronous rectification
6.15 mm                      5.15 mm                                 1      Embedded DC/DC
                          1                                     2S
                                                           3S                                                                              G
             Top View                                 4S
                                                     G                                                                                                         S
                                      Bottom View                                                                                              N-Channel MOSFET

Ordering Information:
SiRA14DP-T1-GE3 (Lead (Pb)-free and Halogen-free)

ABSOLUTE MAXIMUM RATINGS (TA = 25 C, unless otherwise noted)

PARAMETER                                                                  SYMBOL      LIMIT                  UNIT
                                                                                          30                    V
Drain-Source Voltage                               TC = 25 C                VDS
Gate-Source Voltage                                TC = 70 C                VGS      +20, -16                  A
                                                   TA = 25 C                             58
Continuous Drain Current (TJ = 150 C)             TA = 70 C                 ID          46                   mJ
                                                                                                                W
Pulsed Drain Current (t = 300 s)                   TC = 25 C                IDM      19.8 b, c                C
Continuous Source-Drain Diode Current              TA = 25 C                 IS      15.8 b, c
Single Pulse Avalanche Current                                               IAS
Single Pulse Avalanche Energy                      L = 0.1 mH                EAS         130
                                                                                         14.1
Maximum Power Dissipation                          TC = 25 C                PD        3.2 b, c
                                                   TC = 70 C                             15
Operating Junction and Storage Temperature Range   TA = 25 C              TJ, Tstg     11.25
Soldering Recommendations (Peak Temperature) d, e  TA = 70 C                            31.2
                                                                                          20
                                                                                       3.6 b, c
                                                                                       2.3 b, c
                                                                                     -55 to 150
                                                                                         260

THERMAL RESISTANCE RATINGS

PARAMETER                                             t  10 s              SYMBOL    TYPICAL        MAXIMUM   UNIT
Maximum Junction-to-Ambient b, f                   Steady State               RthJA      24               34  C/W
Maximum Junction-to-Case (Drain)                                              RthJC       3               4

Notes

a. Based on TC = 25 C.
b. Surface mounted on 1" x 1" FR4 board.
c. t = 10 s.
d. See solder profile (www.vishay.com/doc?73257). The PowerPAK SO-8 is a leadless package. The end of the lead terminal is exposed copper

    (not plated) as a result of the singulation process in manufacturing. A solder fillet at the exposed copper tip cannot be guaranteed and is not
    required to ensure adequate bottom side solder interconnection.
e. Rework conditions: Manual soldering with a soldering iron is not recommended for leadless components.
f. Maximum under steady state conditions is 70 C/W.

S14-0157-Rev. D, 03-Feb-14                                              1                           Document Number: 63784

                                      For technical questions, contact: pmostechsupport@vishay.com

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                          ARE SUBJECT TO SPECIFIC DISCLAIMERS, SET FORTH AT www.vishay.com/doc?91000
           www.vishay.com                                                                                       SiRA14DP

                                                                                                             Vishay Siliconix

SPECIFICATIONS (TJ = 25 C, unless otherwise noted)

PARAMETER                                     SYMBOL      TEST CONDITIONS                         MIN. TYP. MAX. UNIT

Static

Drain-Source Breakdown Voltage                VDS         VGS = 0 V, ID = 250 A                   30         -     -
                                                                                                                               V
Drain-Source Breakdown Voltage (transient) c  VDSt        VGS = 0 V, ID(aval) = 15 A, ttransient = 50 ns 36  -
                                                                                                                   -

VDS Temperature Coefficient                    VDS/TJ        ID = 250 A                           -          20    -      mV/
VGS(th) Temperature Coefficient               VGS(th)/TJ
                                                                                                  -          -4.6  -      C

Gate-Source Threshold Voltage                 VGS(th)     VDS = VGS, ID = 250 A                   1.1        -     2.2    V

Gate-Source Leakage                           IGSS        VDS = 0 V, VGS = +20, -16 V             -          -      100 nA

Zero Gate Voltage Drain Current               IDSS               VDS = 30 V, VGS = 0 V            -          -     1      A
                                                          VDS = 30 V, VGS = 0 V, TJ = 55 C       -
                                                                                                             -     10

On-State Drain Current a                      ID(on)      VDS  5 V, VGS = 10 V                    30         -     -      A

Drain-Source On-State Resistance a            RDS(on)     VGS = 10 V, ID = 10 A                   - 0.00425 0.00510
                                                          VGS = 4.5 V, ID = 8 A                                                         

                                                                                                  - 0.00680 0.00850

Forward Transconductance a                    gfs         VDS = 10 V, ID = 10 A                   -          65    -      S

Dynamic b

Input Capacitance                             Ciss                                                -          1450  -
Output Capacitance                            Coss
Reverse Transfer Capacitance                  Crss        VDS = 15 V, VGS = 0 V, f = 1 MHz        -          445   -
Crss/Ciss Ratio                                                                                                               pF
                                               Qg         VDS = 15 V, VGS = 10 V, ID = 10 A       -          38
Total Gate Charge                                         VDS = 15 V, VGS = 4.5 V, ID = 10 A                       -
                                              Qgs
Gate-Source Charge                            Qgd                 VDS = 15 V, VGS = 0 V           -          0.026 0.052
Gate-Drain Charge                             Qoss                       f = 1 MHz
Output Charge                                  Rg                                                 -          19.4  29
Gate Resistance                               td(on)             VDD = 15 V, RL = 1.5
Turn-On Delay Time                                        ID  10 A, VGEN = 10 V, Rg = 1           -          9.4   14
Rise Time                                       tr
Turn-Off Delay Time                           td(off)            VDD = 15 V, RL = 1.5             -          4     -      nC
Fall Time                                                 ID  10 A, VGEN = 4.5 V, Rg = 1
Turn-On Delay Time                              tf                                                -          1.8   -
Rise Time                                     td(on)
Turn-Off Delay Time                                                                               -          12.5  -
Fall Time                                       tr
Drain-Source Body Diode Characteristics       td(off)                                             0.4        1.65  3.3   

                                                tf                                                -          9     18

                                                                                                  -          8     16

                                                                                                  -          18    36

                                                                                                  -          8     16     ns

                                                                                                  -          15    30

                                                                                                  -          12    24

                                                                                                  -          18    36

                                                                                                  -          9     18

Continuous Source-Drain Diode Current         IS                    TC = 25 C                    -          -     14.1   A

Pulse Diode Forward Current a                 ISM                      IS = 3 A                   -          -     80

Body Diode Voltage                            VSD         IF = 10 A, dI/dt = 100 A/s,             -          0.76  1.1    V
                                                                     TJ = 25 C
Body Diode Reverse Recovery Time              trr                                                 -          24    48     ns

Body Diode Reverse Recovery Charge            Qrr                                                 -          14    28     nC

Reverse Recovery Fall Time                    ta                                                  -          12    -      ns

Reverse Recovery Rise Time                    tb                                                  -          12    -

Notes

a. Pulse test; pulse width  300 s, duty cycle  2 %.
b. Guaranteed by design, not subject to production testing.
c. TCASE = 25 C. Expected voltage stress during 100 % UIS test. Production datalog is not available.


Stresses beyond those listed under "Absolute Maximum Ratings" may cause permanent damage to the device. These are stress ratings only, and functional operation
of the device at these or any other conditions beyond those indicated in the operational sections of the specifications is not implied. Exposure to absolute maximum
rating conditions for extended periods may affect device reliability.

S14-0157-Rev. D, 03-Feb-14                                2                                                  Document Number: 63784

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                                                                                                                                                                                                            Vishay Siliconix

TYPICAL CHARACTERISTICS (25 C, unless otherwise noted)

                            120                                                                                                                        100

                            100                                                    VGS = 10 V thru 4V

                                                                                                                                                                     80

ID - Drain Current (A)                                        80                                                               ID - Drain Current (A)                60            TC = 25 C
                                                              60
                                                              40                                                                                                     40
                                                              20
                                                                                                           VGS = 3 V
                                                               0
                                                                 0.0                                                                                                 20       TC = 125 C

                                                                                                                                                                                                            TC = - 55 C

                                                                                                               VGS = 2 V                                             0

                                                                      0.5          1.0                1.5  2.0         2.5                                               0.0  1.0               2.0    3.0  4.0         5.0       6.0

                                                                      VDS - Drain-to-Source Voltage (V)                                                                            VGS - Gate-to-Source Voltage (V)

                                                                         Output Characteristics                                                                                      Transfer Characteristics

                            0.0090                                                                                                                                   1800

                            0.0078                                                                                                                                                               Ciss
                            0.0066                                                                                                                                   1440

RDS(on) - On-Resistance ()                                            VGS = 4.5 V                                              C - Capacitance (pF)

                                                                                                                                                                     1080

                                                                                                                                                                                          Coss

                            0.0054                                                                                                                                   720
                            0.0042
                                                                           VGS = 10 V

                                                                                                                                                                     360           Crss

                            0.0030                                    16           32                 48   64          80                                               0     5                 10     15           20       25   30
                                     0                                                                                                                                    0

                                                                           ID - Drain Current (A)                                                                                         VDS - Drain-to-Source Voltage (V)

                                                                      On-Resistance vs. Drain Current                                                                                                  Capacitance

                            VGS - Gate-to-Source Voltage (V)  10                                           VDS = 20 V          RDS(on) - On-Resistance (Normalized)  1.7                                    VGS = 10 V
                                                                          ID = 10 A                                                                                            ID = 10 A                             VGS = 4.5 V

                                                               8                                                                                                     1.5
                                                                                          VDS = 15 V
                                                                                                                                                                     1.3
                                                               6
                                                                                                                                                                     1.1
                                                                             VDS = 10 V
                                                               4

                                                              2                                                                                                      0.9

                                                              0                                                                                                      0.7
                                                                                                                                                                        - 50 - 25
                                                                 0    4            8                  12   16          20                                                                 0 25 50 75 100 125 150
                                                                                                                                                                                          TJ - Junction Temperature (C)
                                                                           Qg - Total Gate Charge (nC)

                                                                                   Gate Charge                                                                                On-Resistance vs. Junction Temperature

S14-0157-Rev. D, 03-Feb-14                                                                                                  3                                                                                       Document Number: 63784

                                                                                                      For technical questions, contact: pmostechsupport@vishay.com

                                                              THIS DOCUMENT IS SUBJECT TO CHANGE WITHOUT NOTICE. THE PRODUCTS DESCRIBED HEREIN AND THIS DOCUMENT
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TYPICAL CHARACTERISTICS (25 C, unless otherwise noted)                                                                                                                                               Vishay Siliconix

                         100                                                                                                                           0.025                                                   ID = 10 A

IS - Source Current (A)  10                                                             TJ = 25 C                   RDS(on) - On-Resistance ()        0.020
                                              TJ = 150 C                                                                                              0.015

                          1

                         0.1                                                                                                                           0.010
                                                                                                                                                       0.005
                        0.01                                                                                                                                                                       TJ = 125 C
                                                                                                                                                                                         TJ = 25 C

0.001                                                                                                                                                  0.000
                                                                                                                                                              0
                         0.0   0.2      0.4                0.6                          0.8        1.0   1.2                                                                 2        4            6            8  10

                                        VSD - Source-to-Drain Voltage (V)                                                                                                      VGS - Gate-to-Source Voltage (V)

                               Source-Drain Diode Forward Voltage                                                                                                      On-Resistance vs. Gate-to-Source Voltage

                         0.5                                                                                                                                      200

                         0.2                                                                                                                                      160

VGS(th) - Variance (V)  - 0.1                                                                                                                      120 Power (W)
                        - 0.4                                                             ID = 5 mA
                        - 0.7
                                                                                                                                                     80
                                                                                        ID = 250 A

                                                                                                                                                     40

                        - 1.0                                                                                                                                     0
                             - 50 - 25
                                        0 25 50 75 100 125 150                                                                                                    0.001         0.01     0.1          1            10
                                             TJ - Temperature (C)
                                                                                                                                                                                         Time (s)
                                           Threshold Voltage
                                                                                                                                                                       Single Pulse Power, Junction-to-Ambient

                                                                                        1000

                                                                                        100 IDM Limited

                                                                ID - Drain Current (A)                                                                                   100 s

                                                                                        10 ID Limited                                                                    1 ms

                                                                                            Limited by RDS(on)*                                                          10 ms
                                                                                         1                                                                               100 ms

                                                                                        0.1                                                                              1s

                                                                                                   TA = 25 C                                                            10 s

                                                                                                    Single Pulse                               DC
                                                                                        0.01                         BVDSS Limited

                                                                                             0.01        0.1      1                                               10         100

                                                                                                         VDS - Drain-to-Source Voltage (V)

                                                                                                   * VGS > minimum VGS at which RDS(on) is specified

                                                                                                                  Safe Operating Area

S14-0157-Rev. D, 03-Feb-14                                                                                        4                                                                                   Document Number: 63784

                                                                For technical questions, contact: pmostechsupport@vishay.com

                         THIS DOCUMENT IS SUBJECT TO CHANGE WITHOUT NOTICE. THE PRODUCTS DESCRIBED HEREIN AND THIS DOCUMENT
                                                   ARE SUBJECT TO SPECIFIC DISCLAIMERS, SET FORTH AT www.vishay.com/doc?91000
                   www.vishay.com                                                                                                                      SiRA14DP
TYPICAL CHARACTERISTICS (25 C, unless otherwise noted)
                                                                                                                                                    Vishay Siliconix
                                                                 65

                                                        52

                                ID - Drain Current (A)  39

                                                        26

                                                        13

                                                        0

                                                            0  25  50  75  100 125 150

                                                                   TC - Case Temperature (C)

                                                                     Current Derating*

  40                                                                                                                           2.5

  32                                                                                                                           2.0

  24                                                                                                                           1.5
Power (W)
                                                                                                                    Power (W)  1.0
  16

  8                                                                                                                            0.5

  0                                                                                                                            0.0
                                                                                                                                     0
      0         25  50      75  100 125 150                                                                                             25  50  75  100 125 150

                    TC - Case Temperature (C)                                                                                              TA - Ambient Temperature (C)

                    Power, Junction-to-Case                                                                                                 Power, Junction-to-Ambient













* The power dissipation PD is based on TJ (max.) = 150 C, using junction-to-case thermal resistance, and is more useful in settling the upper
dissipation limit for cases where additional heatsinking is used. It is used to determine the current rating, when this rating falls below the

package limit.

S14-0157-Rev. D, 03-Feb-14                                             5                                                                            Document Number: 63784

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  THIS DOCUMENT IS SUBJECT TO CHANGE WITHOUT NOTICE. THE PRODUCTS DESCRIBED HEREIN AND THIS DOCUMENT
                            ARE SUBJECT TO SPECIFIC DISCLAIMERS, SET FORTH AT www.vishay.com/doc?91000
                   www.vishay.com                                                                                                        SiRA14DP

TYPICAL CHARACTERISTICS (25 C, unless otherwise noted)                                                                               Vishay Siliconix

            1
                             Duty Cycle = 0.5

Normalized Effective Transient            0.2                                                                    Notes:
   Thermal Impedance                      0.1
                               0.1        0.05                                                                   PDM

                              0.01        0.02                                                                               t1
                                  0.0001
                                                                                                                                  t2  t1
                                                                                                                 1. Duty Cycle, D =   t2

                                                                                                                 2. Per Unit Base = RthJA = 70 C/W

                                                                                                                 3. TJM - TA = PDMZthJA(t)

                                                               Single Pulse                                      4. Surface Mounted

                                                        0.001         0.01   0.1        1                    10                  100                 1000

                                                                             Square Wave Pulse Duration (s)

                                                               Normalized Thermal Transient Impedance, Junction-to-Ambient

                                1

Normalized Effective Transient            Duty Cycle = 0.5
   Thermal Impedance
                                          0.2

                                          0.1

                                          0.05

                                          0.02

                                          Single Pulse

                                0.1

                                0.0001                         0.001              0.01                           0.1                                 1

                                                                             Square Wave Pulse Duration (s)

                                                               Normalized Thermal Transient Impedance, Junction-to-Case

Vishay Siliconix maintains worldwide manufacturing capability. Products may be manufactured at one of several qualified locations. Reliability data for Silicon
Technology and Package Reliability represent a composite of all qualified locations. For related documents such as package/tape drawings, part marking, and
reliability data, see www.vishay.com/ppg?63784.

S14-0157-Rev. D, 03-Feb-14                                                        6                                                   Document Number: 63784

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      www.vishay.com                                                                                                         Package Information

                                                                                                                                          Vishay Siliconix

                        PowerPAK SO-8, (Single/Dual)

                                                                                                                             H                                  L
                                                                                                                                             E2           K

                                  W                                                                                                              E4
                    1
                    2                                                                   D4
                    3
                    4                            e                                                                                                                 1
                                                   M
                                                                     Z                                                                                               2
                                                                                                                                    D
                                              2                        A1
                                             E1                      Detail Z                                                                                        3
                                              E                              2          D2                                                                D5
                                                                                D1                                                                                    b
                                                                                    D

                                                                                                                                                                   4

                                                                  

                                                         L1                                                                  E3
                                                
                                                                                                                             Backside View of Single Pad

                                                                                                                             H                            KL
                                                                                                                                             E2
                                                                                                                                                 E4
                                                 A
      c                                                                                                       D2 D3 (2x) D4

                                                                                                                                                               1K1
                                                                                                                             D1                         D5
                                                                                                                                                                    b
                                                                                                                                                               2

                                                                                                                                                               3
                                                                                                                             D2

                                                                                                                                                               4

                        Notes                                                                                                              E3
                        1. Inch will govern.                                                                                 Backside View of Dual Pad
                        2 Dimensions exclusive of mold gate burrs.
                        3. Dimensions exclusive of mold flash and cutting burrs.

                                                 MILLIMETERS                                                                                               INCHES

DIM.                    MIN.                                 NOM.                 MAX.                                       MIN.                            NOM.        MAX.
                                                                                                                             0.038                           0.041       0.044
A                       0.97                                 1.04                 1.12                                                                                   0.002
                                                                                                                               0                                 -       0.020
A1                                                           -                    0.05                                       0.013                           0.016       0.013
                                                                                                                             0.009                           0.011       0.207
b                       0.33                                 0.41                 0.51                                       0.199                           0.203       0.197
                                                                                                                             0.189                           0.193       0.154
c                       0.23                                 0.28                 0.33                                       0.140                           0.148       0.066
                                                                                                                             0.052                           0.059
D                       5.05                                 5.15                 5.26                                                                    0.0225 typ.    0.246
                                                                                                                             0.238                        0.157 typ.     0.236
D1                      4.80                                 4.90                 5.00                                       0.228                           0.242       0.144
                                                                                                                             0.130                           0.232       0.151
D2                      3.56                                 3.76                 3.91                                       0.137                           0.137       0.154
                                                                                                                             0.145                           0.144
D3                      1.32                                 1.50                 1.68                                                                       0.149          -
                                                                                                                             0.022                        0.023 typ.     0.028
D4                                               0.57 typ.                                                                   0.020                        0.030 typ.     0.028
                                                                                                                             0.020                        0.050 BSC      0.008
D5                                               3.98 typ.                                                                   0.002                        0.057 typ.      12
                                                                                                                                                          0.050 typ.     0.014
E                       6.05                                 6.15                 6.25                                         0
                                                                                                                             0.006                               -
E1                      5.79                                 5.89                 5.99                                                                       0.024
                                                                                                                                                             0.024
E2 (for AL product)     3.30                                 3.48                 3.66                                                                       0.005

E2 (for other product)  3.48                                 3.66                 3.84                                                                           -
                                                                                                                                                             0.010
E3                      3.68                                 3.78                 3.91                                                                    0.005 typ.

E4 (for AL product)                              0.58 typ.

E4 (for other product)                           0.75 typ.

e                                                1.27 BSC

K (for AL product)                               1.45 typ.

K (for other product)                            1.27 typ.

K1                      0.56                                 -                    -

H                       0.51                                 0.61                 0.71

L                       0.51                                 0.61                 0.71

L1                      0.06                                 0.13                 0.20

                        0                                   -                    12

W                       0.15                                 0.25                 0.36

               M                                 0.125 typ.
ECN: C13-0702-Rev. K, 20-May-13
DWG: 5881

Revison: 20-May-13                                                   1                                                                                             Document Number: 71655

THIS DOCUMENT IS SUBJECT TO CHANGE WITHOUT NOTICE. THE PRODUCTS DESCRIBED HEREIN AND THIS DOCUMENT
                          ARE SUBJECT TO SPECIFIC DISCLAIMERS, SET FORTH AT www.vishay.com/doc?91000
                     VISHAY SILICONIX

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Power MOSFETs                                                                             Application Note AN821

PowerPAK SO-8 Mounting and Thermal Considerations

by Wharton McDaniel                                                PowerPAK SO-8 SINGLE MOUNTING

MOSFETs for switching applications are now available with          The PowerPAK single is simple to use. The pin arrangement
die on resistances around 1 m and with the capability to           (drain, source, gate pins) and the pin dimensions are the
handle 85 A. While these die capabilities represent a major        same as standard SO-8 devices (see figure 2). Therefore, the
advance over what was available just a few years ago, it is        PowerPAK connection pads match directly to those of the
important for power MOSFET packaging technology to keep            SO-8. The only difference is the extended drain connection
pace. It should be obvious that degradation of a high              area. To take immediate advantage of the PowerPAK SO-8
performance die by the package is undesirable. PowerPAK            single devices, they can be mounted to existing SO-8 land
is a new package technology that addresses these issues.           patterns.
In this application note, PowerPAK's construction is
described. Following this mounting information is presented        Standard SO-8          PowerPAK SO-8
including land patterns and soldering profiles for maximum
reliability. Finally, thermal and electrical performance is                                                 Fig. 2
discussed.
                                                                   The minimum land pattern recommended to take full
THE PowerPAK PACKAGE                                               advantage of the PowerPAK thermal performance see
                                                                   Application Note 826, Recommended Minimum Pad
The PowerPAK package was developed around the SO-8                 Patterns With Outline Drawing Access for Vishay Siliconix
package (figure 1). The PowerPAK SO-8 utilizes the same            MOSFETs. Click on the PowerPAK SO-8 single in the index
footprint and the same pin-outs as the standard SO-8. This         of this document.
allows PowerPAK to be substituted directly for a standard
SO-8 package. Being a leadless package, PowerPAK SO-8              In this figure, the drain land pattern is given to make full
utilizes the entire SO-8 footprint, freeing space normally         contact to the drain pad on the PowerPAK package.
occupied by the leads, and thus allowing it to hold a larger
die than a standard SO-8. In fact, this larger die is slightly     This land pattern can be extended to the left, right, and top
larger than a full sized DPAK die. The bottom of the die           of the drawn pattern. This extension will serve to increase
attach pad is exposed for the purpose of providing a direct,       the heat dissipation by decreasing the thermal resistance
low resistance thermal path to the substrate the device is         from the foot of the PowerPAK to the PC board and
mounted on. Finally, the package height is lower than the          therefore to the ambient. Note that increasing the drain land
standard SO-8, making it an excellent choice for                   area beyond a certain point will yield little decrease
applications with space constraints.                               in foot-to-board and foot-to-ambient thermal resistance.
                                                                   Under specific conditions of board configuration, copper
                                                                   weight and layer stack, experiments have found that               APPLICATION NOTE
                                                                   more than about 0.25 in2 to 0.5 in2 of additional copper
                                                                   (in addition to the drain land) will yield little improvement in
                                                                   thermal performance.

Fig. 1 PowerPAK 1212 Devices

Revision: 16-Mai-13                                             1                         Document Number: 71622

                     For technical questions, contact: powermosfettechsupport@vishay.com

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                  www.vishay.com                                                                     Application Note AN821

                                                                                                                       Vishay Siliconix

                  PowerPAK SO-8 Mounting and Thermal Considerations

                  PowerPAK SO-8 DUAL                                               For the lead (Pb)-free solder profile, see
                                                                                   www.vishay.com/doc?73257.
                  The pin arrangement (drain, source, gate pins) and the pin
                  dimensions of the PowerPAK SO-8 dual are the same as                               Fig. 3 Solder Reflow Temperature Profile
                  standard SO-8 dual devices. Therefore, the PowerPAK
                  device connection pads match directly to those of the SO-8.      Ramp-Up Rate                                + 3 C /s max.
                  As in the single-channel package, the only exception is the      Temperature at 150 - 200 C                    120 s max.
                  extended drain connection area. Manufacturers can likewise       Temperature Above 217 C                       60 - 150 s
                  take immediate advantage of the PowerPAK SO-8 dual               Maximum Temperature
                  devices by mounting them to existing SO-8 dual land              Time at Maximum                             255 + 5/- 0 C
                  patterns.                                                        Temperature
                                                                                   Ramp-Down Rate                                     30 s
                  To take the advantage of the dual PowerPAK SO-8's
                  thermal performance, the minimum recommended land                                                             + 6 C/s max.
                  pattern can be found in Application Note 826,
                  Recommended Minimum Pad Patterns With Outline
                  Drawing Access for Vishay Siliconix MOSFETs. Click on the
                  PowerPAK 1212-8 dual in the index of this document.

                  The gap between the two drain pads is 24 mils. This
                  matches the spacing of the two drain pads on the
                  PowerPAK SO-8 dual package.

                  REFLOW SOLDERING

                  Vishay Siliconix surface-mount packages meet solder reflow
                  reliability requirements. Devices are subjected to solder
                  reflow as a test preconditioning and are then
                  reliability-tested using temperature cycle, bias humidity,
                  HAST, or pressure pot. The solder reflow temperature profile
                  used, and the temperatures and time duration, are shown in
                  figures 3 and 4.

                                                                                        260 C         30 s     6 C/s (max.)
                                                                                3 C(max)            217 C

                                       150 - 200 C

APPLICATION NOTE                                          60 s (min.)                           150 s (max.)
                                                     Pre-Heating Zone                           Reflow Zone

                                                     Maximum peak temperature at 240 C is allowed.

                                                     Fig. 4 Solder Reflow Temperatures and Time Durations

                  Revision: 16-Mai-13                                           2                                         Document Number: 71622

                                                     For technical questions, contact: powermosfettechsupport@vishay.com

                  THIS DOCUMENT IS SUBJECT TO CHANGE WITHOUT NOTICE. THE PRODUCTS DESCRIBED HEREIN AND THIS DOCUMENT
                                            ARE SUBJECT TO SPECIFIC DISCLAIMERS, SET FORTH AT www.vishay.com/doc?91000
        www.vishay.com                                                                                                                                        Application Note AN821

                                                                                                                                                                                Vishay Siliconix

                  PowerPAK SO-8 Mounting and Thermal Considerations

THERMAL PERFORMANCE                                                              Because of the presence of the trough, this result suggests
                                                                                 a minimum performance improvement of 10 C/W by using
Introduction                                                                     a PowerPAK SO-8 in a standard SO-8 PC board mount.
                                                                                 The only concern when mounting a PowerPAK on a
A basic measure of a device's thermal performance                                standard SO-8 pad pattern is that there should be no traces
is the junction-to-case thermal resistance, RthJC, or the                        running between the body of the MOSFET. Where the
junction-to-foot thermal resistance, RthJF This parameter is                     standard SO-8 body is spaced away from the pc board,
measured for the device mounted to an infinite heat sink and                     allowing traces to run underneath, the PowerPAK sits
is therefore a characterization of the device only, in other                     directly on the pc board.
words, independent of the properties of the object to which
the device is mounted. Table 1 shows a comparison of                             Thermal Performance - Spreading Copper
the DPAK, PowerPAK SO-8, and standard SO-8. The
PowerPAK has thermal performance equivalent to the                               Designers may add additional copper, spreading copper, to
DPAK, while having an order of magnitude better thermal                          the drain pad to aid in conducting heat from a device. It is
performance over the SO-8.                                                       helpful to have some information about the thermal
                                                                                 performance for a given area of spreading copper.
TABLE 1 - DPAK AND POWERPAK SO-8
EQUIVALENT STEADY STATE                                                          Figure 6 shows the thermal resistance of a PowerPAK SO-8
PERFORMANCE                                                                      device mounted on a 2-in. 2-in., four-layer FR-4 PC board.
                                                                                 The two internal layers and the backside layer are solid
                     DPAK         PowerPAK                          Standard     copper. The internal layers were chosen as solid copper to
                                     SO-8                             SO-8       model the large power and ground planes common in many
      Thermal        1.2 C/W                                                    applications. The top layer was cut back to a smaller area
Resistance RthJC                    1 C/W                          16 C/W      and at each step junction-to-ambient thermal resistance
                                                                                 measurements were taken. The results indicate that an area
Thermal Performance on Standard SO-8 Pad Pattern                                 above 0.3 to 0.4 square inches of spreading copper gives no
                                                                                 additional thermal performance improvement. A
Because of the common footprint, a PowerPAK SO-8                                 subsequent experiment was run where the copper on the
can be mounted on an existing standard SO-8 pad pattern.                         back-side was reduced, first to 50 % in stripes to mimic
The question then arises as to the thermal performance                           circuit traces, and then totally removed. No significant effect
of the PowerPAK device under these conditions. A                                 was observed.
characterization was made comparing a standard SO-8 and
a PowerPAK device on a board with a trough cut out                                                                       Rth vs. Spreading Copper
underneath the PowerPAK drain pad. This configuration                                                               (0 %, 50 %, 100 % Back Copper)
restricted the heat flow to the SO-8 land pads. The results
are shown in figure 5.                                                                           56

                   Si4874DY vs. Si7446DP PPAK on a 4-Layer Board                                 51
                              SO-8 Pattern, Trough Under Drain

            60

APPLICATION NOTE50
         Impedance (C/watts)
                                                                                                                                     Impedance (C/watts)4046
                             Si4874DY
                                                                                                                                                          41  100 %
30
                                                          Si7446DP                                                                                                   0%

20                                                                                                                                                                                                                                             50 %
                                                                                                                                                                  36
10
                                                                                                                                                                   0.00 0.25 0.50 0.75 1.00 1.25 1.50 1.75 2.00
0                    0.01      1                 100                10000                                                                                                                Spreading Copper (sq in)
0.0001
                                                                                                                                                        Fig. 6 Spreading Copper Junction-to-Ambient Performance

                           Pulse Duration (sec)

Fig. 5 PowerPAK SO-8 and Standard SO-0 Land Pad Thermal
                                       Path

Revision: 16-Mai-13                                                           3                                                                               Document Number: 71622

                                  For technical questions, contact: powermosfettechsupport@vishay.com

THIS DOCUMENT IS SUBJECT TO CHANGE WITHOUT NOTICE. THE PRODUCTS DESCRIBED HEREIN AND THIS DOCUMENT
                          ARE SUBJECT TO SPECIFIC DISCLAIMERS, SET FORTH AT www.vishay.com/doc?91000
                                                                  www.vishay.com                                                      Application Note AN821

                                                                                                                                                        Vishay Siliconix

                                                                  PowerPAK SO-8 Mounting and Thermal Considerations

                  SYSTEM AND ELECTRICAL IMPACT OF                                                                                     Suppose each device is dissipating 2.7 W. Using the
                  PowerPAK SO-8                                                                                                       junction-to-foot thermal resistance characteristics of the
                                                                                                                                      PowerPAK SO-8 and the standard SO-8, the die
                  In any design, one must take into account the change in                                                             temperature is determined to be 107 C for the PowerPAK
                  MOSFET RDS(on) with temperature (figure 7).                                                                         (and for DPAK) and 148 C for the standard SO-8. This is a
                                                                                                                                      2 C rise above the board temperature for the PowerPAK
                                                                            On-Resistance vs. Junction Temperature                    and a 43 C rise for the standard SO-8. Referring to figure 7,
                                                             1.8                                                                      a 2 C difference has minimal effect on RDS(on) whereas a
                                                                                                                                      43 C difference has a significant effect on RDS(on).
                  R DS(on) - On-Resistance ( ) (Normalized)  1.6  VGS = 10 V
                                                                  ID = 23 A                                                           Minimizing the thermal rise above the board temperature by
                                                                                                                                      using PowerPAK has not only eased the thermal design but
                                                             1.4                                                                      it has allowed the device to run cooler, keep rDS(on) low, and
                                                                                                                                      permits the device to handle more current than the same
                                                             1.2                                                                      MOSFET die in the standard SO-8 package.

                                                             1.0                                                                      CONCLUSIONS

                                                             0.8                                                                      PowerPAK SO-8 has been shown to have the same thermal
                                                                                                                                      performance as the DPAK package while having the same
                                                             0.6              25 50 75 100 125 150                                    footprint as the standard SO-8 package. The PowerPAK
                                                                - 50 - 25 0                                                           SO-8 can hold larger die approximately equal in size to the
                                                                                                                                      maximum that the DPAK can accommodate implying no
                                                                  TJ - Junction Temperature (C)                                      sacrifice in performance because of package limitations.

                                    Fig. 7 MOSFET RDS(on) vs. Temperature                                                             Recommended PowerPAK SO-8 land patterns are provided
                                                                                                                                      to aid in PC board layout for designs using this new
                  A MOSFET generates internal heat due to the current                                                                 package.
                  passing through the channel. This self-heating raises the
                  junction temperature of the device above that of the PC                                                             Thermal considerations have indicated that significant
                  board to which it is mounted, causing increased power                                                               advantages can be gained by using PowerPAK SO-8
                  dissipation in the device. A major source of this problem lies                                                      devices in designs where the PC board was laid out for
                  in the large values of the junction-to-foot thermal resistance                                                      the standard SO-8. Applications experimental data gave
                  of the SO-8 package.                                                                                                thermal performance data showing minimum and
                                                                                                                                      typical thermal performance in a SO-8 environment, plus
                  PowerPAK SO-8 minimizes the junction-to-board thermal                                                               information on the optimum thermal performance
                  resistance to where the MOSFET die temperature is very                                                              obtainable including spreading copper. This further
                  close to the temperature of the PC board. Consider two                                                              emphasized the DPAK equivalency.
                  devices mounted on a PC board heated to 105 C by other
                  components on the board (figure 8).                                                                                 PowerPAK SO-8 therefore has the desired small size
                                                                                                                                      characteristics of the SO-8 combined with the attractive
                                                                                                                                      thermal characteristics of the DPAK package.

APPLICATION NOTE                                                  PowerPAK SO-8                    Standard SO-8
                                                                                           107 C                          148 C

                                                                  0.8 C/W                                          16 C/W
                                                                      PC Board at 105 C

                                                                  Fig. 8 Temperature of Devices on a PC Board

                  Revision: 16-Mai-13                                                                                              4                                    Document Number: 71622

                                                                                                   For technical questions, contact: powermosfettechsupport@vishay.com

                                                             THIS DOCUMENT IS SUBJECT TO CHANGE WITHOUT NOTICE. THE PRODUCTS DESCRIBED HEREIN AND THIS DOCUMENT
                                                                                       ARE SUBJECT TO SPECIFIC DISCLAIMERS, SET FORTH AT www.vishay.com/doc?91000
                                                                 Application Note 826

                                                                                        Vishay Siliconix

RECOMMENDED MINIMUM PADS FOR PowerPAK SO-8 Single

                                                          0.260

                                                          (6.61)
                                                                     0.150

                                                                     (3.81)

                        0.024
                        (0.61)

                        0.026
                        (0.66)
                                          0.050
                                               (1.27)

                                                                                                              0.154
                                                                                                                    (3.91)
                                                                                                                                                                    0.174
                                                                                                                                                                         (4.42)

                                          0.050   0.032                                0.040
                                          (1.27)  (0.82)                               (1.02)

                                                          Recommended Minimum Pads
                                                            Dimensions in Inches/(mm)

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Document Number: 72599                                                                                                                                                           www.vishay.com
Revision: 21-Jan-08                                                                                                                                                                                15
www.vishay.com                   Legal Disclaimer Notice

                                                               Vishay

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                              Material Category Policy

Vishay Intertechnology, Inc. hereby certifies that all its products that are identified as RoHS-Compliant fulfill the
definitions and restrictions defined under Directive 2011/65/EU of The European Parliament and of the Council
of June 8, 2011 on the restriction of the use of certain hazardous substances in electrical and electronic equipment
(EEE) - recast, unless otherwise specified as non-compliant.

Please note that some Vishay documentation may still make reference to RoHS Directive 2002/95/EC. We confirm that
all the products identified as being compliant to Directive 2002/95/EC conform to Directive 2011/65/EU.

Vishay Intertechnology, Inc. hereby certifies that all its products that are identified as Halogen-Free follow Halogen-Free
requirements as per JEDEC JS709A standards. Please note that some Vishay documentation may still make reference
to the IEC 61249-2-21 definition. We confirm that all the products identified as being compliant to IEC 61249-2-21
conform to JEDEC JS709A standards.

Revision: 02-Oct-12  1           Document Number: 91000
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