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DC-DC-Converter with P-Channel-MOSFET

IP.com Disclosure Number: IPCOM000126224D
Original Publication Date: 2005-Aug-10
Included in the Prior Art Database: 2005-Aug-10
Document File: 2 page(s) / 97K

Publishing Venue

Siemens

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Abstract

In heutigen DC-DC-Convertern (Direct Current) wird zur Beschaltung einer Induktivitaet (L) und einer Kapazitaet (C) eine Halbbruecke genutzt. Diese setzt sich aus einem High Side (HS) und einem Low Side (LS) MOSFET zusammen, wobei es sich hier derzeit um n-Kanal Transistoren handelt. Die Nutzung von n-Kanal Transistoren hat zur Folge, dass sich der Kontakt am Drain auf Potential befindet und somit auch die Chip- bzw. die Gehaeuse-Rueckseite. Dadurch liegt der Chiptraeger auf Potential und verursacht zusaetzliche parasitaere elektrische Verluste. Heutzutage werden als LS MOSFETs ausschliesslich n-Kanal Transistoren verwendet, da sich diese durch einen geringeren spezifischen Widerstand (Rspez) gegenueber den p-Kanal Transistoren auszeichnen und somit parasitaere Verluste kompensieren. In kuenftigen Chip-Technologien wird jedoch der Unterschied, bedingt durch die steigende p-Traeger Beweglichkeit, geringer und die parasitaeren Verluste nicht mehr ausgeglichen.

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S

DC-DC-Converter with P-Channel-MOSFET

Idee: Ralf Otremba, DE-Muenchen

In heutigen DC-DC-Convertern (Direct Current) wird zur Beschaltung einer Induktivitaet (L) und einer Kapazitaet (C) eine Halbbruecke genutzt. Diese setzt sich aus einem High Side (HS) und einem Low Side (LS) MOSFET zusammen, wobei es sich hier derzeit um n-Kanal Transistoren handelt. Die Nutzung von n-Kanal Transistoren hat zur Folge, dass sich der Kontakt am Drain auf Potential befindet und somit auch die Chip- bzw. die Gehaeuse-Rueckseite. Dadurch liegt der Chiptraeger auf Potential und verursacht zusaetzliche parasitaere elektrische Verluste. Heutzutage werden als LS MOSFETs ausschliesslich n-Kanal Transistoren verwendet, da sich diese durch einen geringeren spezifischen Widerstand (Rspez) gegenueber den p-Kanal Transistoren auszeichnen und somit parasitaere Verluste kompensieren. In kuenftigen Chip-Technologien wird jedoch der Unterschied, bedingt durch die steigende p-Traeger Beweglichkeit, geringer und die parasitaeren Verluste nicht mehr ausgeglichen.

Eine neuartige Loesung dieser Problematik ist im Folgenden gegeben durch die Verwendung einer Halbbruecken-Architektur ohne Potential, d.h. der Chiptraeger liegt auf dem Masse-Potential, wodurch keine Verluste bedingt durch den Chiptraeger entstehen. Zudem wird die Verwendung von p-Kanal Transistoren fuer HS und LS Power-MOSFETs vorgeschlagen, um eine bessere Schalt-Performance zu erreichen. Die geringfuegig hoeheren spezifischen Widerstaend...