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EO POWER - MAGGIO 2023 XXVIII Nella migliore delle ipotesi, l’aumento delle dimensioni derivante dall’utilizzo di questo tipo di packaging è di circa il 20%. Per il dispositivo GaN più grande in un contenitore di 3 mm x 5 mm, il package PQFN aumenta le dimensioni esterne del dispositivo da 12,5 mm 2 a 15 mm 2 . Non c’è un aumento significativo dell’induttanza o della resistenza del contenitore rispetto a un dispositivo WLCS e quindi non vi è alcun impatto misurabile sulle perdite di conduzione, sulla velocità di commutazione o su fenomeni di oscillazione (ringing) che generano interferenze elettromagnetiche (EMI). Anche le prestazioni termiche sono del tutto paragonabili a quelle dei dispositivi in formato WLCS. Un confronto tra le resistenze termiche dei FET eGaN e dei MOSFET Si in vari package può essere fatto con la resistenza giunzione-scheda (RΘJB) mostrata in figura 4 e la resistenza giunzione-involucro (RΘJC) mostrata in figura 5. La metrica utilizzata per le aree dei dispositivi Power Fig. 4 – Confronto della resistenza termica da giunzione a scheda di vari dispositivi e package Fig. 5 – Confronto tra la resistenza termica tra giunzione e involucro di vari dispositivi e package è la dimensione esterna del componente inserito nel package. La figura 4 mostra che il FET eGaN inserito nel package PQFNha una resistenza termica più elevata da giunzione a scheda rispetto ai dispositivi in formato WLCS, ma la differenza è minima a causa dell’elevata conducibilità termicadeimateriali inquestopercorsoedellamaggiore area del dispositivo. L’area complessiva occupata dai FET eGaN, tuttavia, è inferiore a quella dei dispositivi MOSFET inseriti in un package e il metodo migliore per ovviare a questo problema è una progettazione del PCB che aumenta efficacemente l’area di diffusione del calore dei FET GaN [2,3,4]. Tutte le tecniche di layout dei PCB e di dissipazione termica applicabili ai dispositivi WLCS rimangono applicabili anche ai dispositivi in contenitore PQFN. Pertanto, quando tutti i dispositivi FET eGaN e MOSFET in silicio vengono confrontati a livello di PCB dalla giunzione all’ambiente, le differenze termiche diventano trascurabili [3]. Quando ci si affida al solo raffreddamento su PCB, i principali miglioramenti delle prestazioni del convertitore sono dovuti alle caratteristiche elettriche superiori dei FET eGaN rispetto a quelle dei MOSFET in silicio [5]. La figura 5 mostra che i dispositivi in package PQFN hanno una resistenza termica giunzione-scheda inferiore rispetto ai dispositivi in formato WLCS, soprattutto grazie al substrato più sottile che migliora la capacità di raffreddare i dispositivi quando si utilizza un dissipatore [1,4,5,6]. La differenza rispetto ai MOSFET in Si diventa ancora più marcata, se si considerano anche i package con capacità di raffreddamento sui due lati, come il Super SO8 Dual Cool [7].