MOSFET的開關(guān)速度將決定未來POL電源的性能
一個(gè)采用DirectFET MOSFET并基于四相同步整流器的VRM能夠于高達(dá)2MHz/相位下工作,并提供120A電流,且滿足負(fù)載點(diǎn)電源的瞬態(tài)響應(yīng)要求。
與十年之前以單元密度和導(dǎo)通電阻作為器件設(shè)計(jì)的主要考慮因素相比,功率MOSFET技術(shù)在發(fā)展方向上正經(jīng)歷著一場(chǎng)重大的變革。如今,并在可以預(yù)見的未來,開關(guān)速度正在逐步成為負(fù)載點(diǎn)（POL）電源應(yīng)用的決定性因素。對(duì)于工作電壓為1V或以下且對(duì)時(shí)鐘速度和電流需求更高的下一代微處理器而言,開關(guān)速度是滿足其供電要求的關(guān)鍵因素。電源的性能將取決于功率MOSFET能否進(jìn)行高效開關(guān)操作并提供所需的瞬態(tài)響應(yīng)。自1999年至今,瞬態(tài)響應(yīng)要求已經(jīng)從20A/μs提高至325A/μs左右,預(yù)計(jì)將于2004年達(dá)到400A/μs。
為了對(duì)上述的電源要求有所了解,我們先來看一下以往的轉(zhuǎn)換器設(shè)計(jì)。一直以來,用于給微處理器供電的POL DC-DC轉(zhuǎn)換器也包括單相標(biāo)準(zhǔn)或同步降壓型轉(zhuǎn)換器。直到不久以前,這些類型的轉(zhuǎn)換器仍然能夠滿足需要,因?yàn)槲⑻幚砥鞯墓ぷ麟娏饕话愣季S持在30A以下。然而,當(dāng)今處理器的工作電流已經(jīng)突破了30A,而且,電流需求仍在繼續(xù)呈指數(shù)性增長(zhǎng)。在這種情形下,單相降壓轉(zhuǎn)換器已不再能夠?qū)ΜF(xiàn)今的處理器進(jìn)行高效供電,原因是：
多相功率變換中的同步整流器采用了可在1～2MHz頻率范圍內(nèi)進(jìn)行高效開關(guān)操作的合適MOSFET,能夠減小濾波電感器和電容器的數(shù)值,并使得POL電源能夠滿足瞬態(tài)響應(yīng)要求。為了獲得合適的結(jié)果,必須對(duì)MOSFET的特性進(jìn)行優(yōu)化。優(yōu)化處理的對(duì)象涉及多個(gè)對(duì)同步整流器的速度和性能有所影響的MOSFET因素：
