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如何借助微型肖特基整流器满足消费者对隐藏式可穿戴设备的需求
前言：
作者：Diodes 公司分立器件事业部产品营销经理 Shane Timmons
在如今快节奏的世界中，消费者需要越来越强大但小巧的电子产品。从智能手机和笔记本电脑到可穿戴技术，这些设备必须实现高性能，也要适应我们日益移动化的生活方式。为了满足这些需求，工程师不断寻求创新解决方案，提高设备效率、电池寿命和整体用户体验。
随着电池技术的进步，体积更小、重量更轻、功率密度更高的电池应运而生，例如锂离子电池 (Li-ion) 和锂聚合物电池 (LiPo) 。要运用这些先进的电池技术，就需要将相关电路微型化，从而高效处理电源需求。要做到这一点，肖特基整流器等元器件是关键，因为这些元器件可强化电源管理并有效散热。现代电子产品要想兼具性能和可靠性，就必须平衡供电和尺寸之间的关系。
研发全新消费产品时，通常只会适度、渐进地提高效率，但提高效率不仅能为消费者带来好处，例如产品更小巧、性能更强大，也能为制造商带来竞争优势。
对于智能手表、健身追踪器、耳机、蓝牙头戴设备和 VR 头戴设备等可穿戴设备，消费者希望它们变得更小、更轻，同时性能稳定提升。要满足消费者的期望，需要实现高功率密度、小巧尺寸、轻盈重量和更长的电池工作时间，这就要求在电路、电池以及先进元器件封装方面提出创新解决方案。
元器件封装对于器件尺寸、性能和可靠性至关重要。传统封装体积庞大，还会带来热管理挑战。相比之下，芯片级封装 (CSP) 能把封装尺寸缩小到几乎与芯片本身相同，从而具有以下好处：
● 占用空间和尺寸减少：CSP 占用的 PCB 空间大幅减少。
● 重量减轻：CSP 明显更轻。
● 环境影响降低：完全无铅 (Pb-free) 且符合所有 RoHS 3.0 标准。
● 改善散热：热量通过芯片底部的垫片高效传导至 PCB，从而降低热阻和冷却预算。
● 性能和可靠性提升：凭借卓越的热管理，CSP 元器件能在较低的温度下提供更高的功率密度。
为了满足可穿戴设备等产品设计师的需求，Diodes 公司推出了 2A 肖特基沟槽整流器 SDT2U60CP3，采用 X3-DSN1406-2 封装。该产品的尺寸和重量小于同级竞品，封装面积仅 0.84mm²，外部轮廓为 0.25mm (典型值)。相较于采用更大型 SMB 封装的肖特基整流器，SDT2U60CP3所占的 PCB 面积仅为前者的 3.4% (图 1)，大幅降低了 PCB 空间要求。重量也轻了 99%，仅为 1mg，有助于轻量化设计。
有些工程师看着如此小巧的SDT2U60CP3，可能会认为如果通过 2A 电流，器件就会蒸发，但事实并非如此。Diodes 公司的 CSP 工艺非常成熟。凭借在 CSP 领域长达十年的发展和专业技术，Diodes 提供业界先進的设计和性能。
图 1：与采用 SMB 封装的同类产品（左）相比，Diodes 公司的 SDT2U60CP3 2A 60V 肖特基整流器（右）采用 X3-DSN1406-2 封装，占用的 PCB 面积仅为前者的几分之一。
选择肖特基整流器时，需要重点考虑正向压降 (VF)，这对于阻塞或反极性保护电路尤为重要 (图 2)。
在这些配置中，整流器提供电源反接或阻塞意外保护，防止便携式产品应用出现反向电池放电等情况。当整流器用于耳机产品时，可防止充电坞意外发生极性反接情况，或防止电池通过耳机充电底座意外放电。
图 2：用于阻塞或反极性保护的 CSP 肖特基整流器
正向偏置时，整流器会将电流导通至负载。不过 VF 需要足够低，以免对电路产生明显影响，对于仅靠几伏特电压工作的移动产品应用来说尤为如此。
VF 数值需要足够小的另一个原因是 VF 和功率损耗有直接关系。VF 的值乘以流通的电流，就能确定热耗散功率，这属于前文提到的浪费元素。SDT2U60CP3 的典型 VF 为 0.51 V，在同类产品中属于极低值，可大幅降低能源损耗和热输出。
推进可穿戴技术
小巧、轻盈、高性能的肖特基整流器（例如 Diodes 的 SDT2U60CP3）持续发展，代表消费电子产品的一大进步。凭借领先先進的电流密度，微型整流器有助于设计出更小、更高效、更好性能和更长电池寿命的设备。无铅结构有助于实现环保设计。随着可穿戴技术和小巧的电子产品不断发展，集成此类先进元器件将成为满足新一代消费设备需求的关键。
关于 Diodes 公司
Diodes 公司 (Nasdaq：DIOD) 是标准普尔小型股 600 指数和罗素 3000 指数成员公司，为领先全球的公司提供高质量半导体产品，为汽车、工业、运算、消费性电子产品及通讯等市场提供服务。我们拥有足以满足客户需求的丰富产品组合，包括独立、模拟与混合信号产品以及先进封装技术。我们广泛提供特殊应用解决方案及解决方案导向销售，全球营运项目包含工程、测试、制造与客户服务，是高产量、高成长市场的优质供货商。详细信息请参阅 www.diodes.com。
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