如何藉助微型蕭特基整流器滿足消費者對隱藏式可穿戴式設備的需求
前言：
作者：Diodes 公司分離元件事業部產品行銷經理 Shane Timmons。
在當今節奏快速的世界中，消費者需要越來越強大卻小巧的電子產品。從智慧手機和筆記型電腦到可穿戴式技術，這些設備必須實現高效能，也要適應我們日益行動化的生活方式。為了滿足這些需求，工程師不斷尋求創新解決方案，提高設備效率、電池壽命和整體使用者體驗。
隨著電池技術的進步，體積更小、重量更輕、功率密度更高的電池應運而生，例如鋰電池 (Li-ion) 和鋰聚合物電池 (LiPo)。要運用這些先進的電池技術，就需要將相關電路微型化，藉此有效處理電力需求。要達成這個目標，蕭特基整流器等元件是關鍵，因為這些元件可強化電源管理並有效散熱。現代電子產品想要兼具效能和可靠性，就必須平衡供電和尺寸之間的關係。
研發全新消費性產品時，通常只會以適度、漸進地提高效率，但提高效率不僅能為消費者帶來好處，例如產品更小巧、效能更強大，也能為製造商帶來競爭優勢。
對於智慧手錶、健身追蹤器、耳機、藍牙頭戴設備和 VR 頭戴設備等穿戴式設備，消費者希望它們變得更小、更輕，同時效能穩定提升。要滿足消費者的期望，需要達到高功率密度、小巧尺寸、輕盈重量和更長的電池運作時間，這就需要在電路、電池以及先進元件封裝方面推出創新解決方案。
元件封裝對於裝置尺寸、效能和可靠性至關重要。傳統封裝體積龐大，還會帶來熱管理挑戰。相比之下，晶片級封裝 (CSP) 能把封裝尺寸縮小到幾乎與晶片本身相同，從而提供以下好處：
● 佔用空間和尺寸減少：CSP 佔用的 PCB 空間大幅減少。
● 重量減輕：CSP 明顯更輕。
● 環境影響降低：完全無鉛 (Pb-free) 且符合所有 RoHS 3.0 標準。
● 改善散熱：熱量透過晶片底部的墊片有效傳導至 PCB，從而降低熱阻和冷卻預算。
● 效能和可靠性提升：藉由卓越的熱管理，CSP 元件能在較低的溫度下提供更高的功率密度。
為了滿足可穿戴式設備等產品設計師的需求，Diodes 公司推出了 2A 蕭特基溝槽整流器 SDT2U60CP3，採用 X3-DSN1406-2 封裝。該產品的尺寸和重量小於同級競品，封裝面積僅 0.84mm²，外部輪廓為 0.25mm (典型值)。相較於採用更大型 SMB 封裝的蕭特基整流器，SDT2U60CP3所佔的 PCB 面積僅為前者的 3.4% (圖 1)，大幅降低了 PCB 空間要求。重量也減輕了 99%，僅為 1mg，有助於輕量化設計。
有些工程師看著如此小巧的 SDT2U60CP3 可能會認為如果通過 2A電流，元件就會蒸發，但事實並非如此。Diodes 公司的 CSP 技術非常成熟。憑藉在 CSP 領域長達十年的發展和專業技術，Diodes 提供業界先進的設計和效能。
圖 1：與採用 SMB 封裝的同類產品 (左) ，Diodes 公司採用的 SDT2U60CP3 2A 60V 蕭特基整流器 (右) 採用X3-DSN1406-2 封裝，佔用的 PCB 面積僅為前者地數分之一。
選擇蕭特基整流器時，需要慎重考慮順向電壓降 (VF) 是，這對於阻塞或反極性保護電路尤為重要 (圖 2)。
在這些配置中，整流器提供電源反向連接或阻塞意外保護，防止可攜式產品應用出現反向電池放電等情況。當整流器用於耳機產品時，可防止充電塢意外發生反接情況，或防止電池透過耳機充電底座意外放電。
圖 2：用於阻塞或反極性保護的 CSP 蕭特基整流器
順向偏壓時，整流器會將電流傳輸至負載。不過 VF 需要足夠低，以免對電路產生明顯影響，對於僅靠幾伏特電壓運作的行動產品應用來說更是重要。
VF 數值需要足夠小的原因是 VF 和功率損耗有直接關係。VF 的值乘以通過的電流，就能確定熱損耗功耗，這屬於前文提到的浪費元素。SDT2U60CP3 的典型 VF 為 0.51 V，在同類產品中屬於極低值，可大幅降低能源損耗和熱輸出。
提升穿戴式技術
小巧、輕盈、高效能的蕭特基整流器 (例如 Diodes 的 SDT2U60CP3) 持續發展，代表消費性電子產品的一大進步。藉由業界先進的電流密度，這些微型整流器能夠設計出更小、更高效的裝置，延長電池壽命並提高效能。它們的無鉛結構有助於實現環保設計。隨著穿戴式技術和小巧的電子產品不斷發展，整合這些先進的元件將成為滿足新世代消費性裝置需求的關鍵。
關於 Diodes 公司
Diodes 公司 (Nasdaq：DIOD) 是標準普爾小型股 600 指數和羅素 3000 指數成員公司，為領先全球的公司提供高品質半導體產品，為汽車、工業、運算、消費性電子產品及通訊等市場提供服務。我們擁有足以滿足客戶需求的豐富產品組合，包括獨立、類比與混合訊號產品以及先進封裝技術。我們廣泛提供特殊應用解決方案及解決方案導向銷售，全球營運項目包含工程、測試、製造與客戶服務，是高產量、高成長市場的優質供應商。詳細資訊請參閱 www.diodes.com。
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