行动功能市场需求

移动电话渗透率在已开发市场达到了很高比例，而在世界上其他地区也不断提高。根据GSMA的信息，先进的欧洲国家的行动用户渗透率已经超过90%。开发中市场的平均渗透比例将由2012年的39%增加至2017年的47%，而且是未来5年内刺激全球行动市场增长的最大因素。随着世界各地市场增长，数以十亿计的新用户迎来行动连接带来的个人及经济机会，他们对额外功能及更物有所值的需求将会只升不降。

行动趋势及设计

当今的行动装置购买者渴求大屏幕体验，同时还要求行动装置重量轻、超可携及时尚。为了符合此需求，大尺寸的高分辨率触控屏幕几乎占据了智能型手机、平板计算机及混合型「平板手机」装置的整个前面板区域。设计人员要提供购买者渴求的纤薄外形，必须密切注意外壳内电子组件的高度。

此外，行动装置除了用于通话及发简讯，还被大量地用于浏览网页、照相、分享照片、游戏及听音乐，故要求更大电池电量。使用当前电池技术的话，只能装配较大的电池来满足此需求，但这会给装置内的空间造成额外负担。

与此同时，行动装置设计人员必须提供越来越多的功能来与市场上的其它产品竞争。吸引购买者的新功能有如更佳照相、要求更大内容容量的更好游戏、高速连接外部屏幕或驱动的周边以及内容相关性(context-sensitive)功能。理想情况下，这些需求应当透过转向次世代芯片组来满足。但是，消费市场需求往往超越IC发展步伐，在整合所要求之功能的新基频芯片组上市之前，就必须提供新产品。

理想与可交付结果之比较

虽然整合型方案更受青睐，而且很明显是空间利用率最高的途径，但是，设计人员必须探寻出方法，使用当前市场上有的组件来配合可接受的PCB面积，应用所要求的功能。毫无疑问，这要求使用多种标准IC。安森美半导体生产用于行动应用的多种标准IC，如单芯片D类放大器、LED背光控制器、专用音频管理IC、滤波组件、端口共享、I/O保护及主动电磁干扰(EMI)管理。

设计人员要使用多个标准IC来完成设计，需要极微型的小讯号MOSFET和芯片电阻等组件，用于负载开关、芯片外接口(见图一)、电平转换(见图二)及带电平转换的高边负载开关(见图三)等应用。为了获得良好结果，这些组件应当占用极小的PCB面积和尽可能最低的安装高度。

图一 : 接口开关电路中的小讯号MOSFET

图二 : MOSFET用于电平转换。

图三 : MOSFET用作带电平转换功能的高边负载开关

就芯片电阻等被动组件而言，微型化已经造就了在单个组件中结合多个电阻的电阻数组组件，以及采用极小的0402、0201或01005 SMD封装的离散组件。然而，MOSFET的微型化通常更具挑战；MOSFET的设计参照了几项相互冲突的参数；在实体尺寸小、能进行快速高能效开关的组件中，难于实现低导通电阻及将开关应用的能耗降至最低。为了实现这些参数的高质量组合，组件必须拥有小裸片尺寸，并带有高单元密度及低电容和低闸极电荷。

行动装置用MOSFET的微型化

通常情况下，有多种设计手段可行。功率MOSFET设计人员倾向于使用超结(super junction)、深沟槽(deep trench)或其它先进的沟槽技术来提供低导通电阻及高压能力和小裸片尺寸。在小讯号MOSFET中，如那些用于在行动装置中采用2.5V或1.8V低电压工作的负载开关及接口的小讯号MOSFET，必须追寻其它技术来减小封装尺寸和每个裸片尺寸的导通电阻。事实上，每个裸片尺寸的导通电阻是主导用于负载开关型应用的MOSFET的真正关键的评判标准。

最新世代小讯号MOSFET被设计为提供低阈值电压，规定的闸极驱动电压低至1.5V，使组件能够提供极低导通电阻，用于采用锂离子电池提供的低电压工作的可携式应用。

为了将这些组件能够提供的小裸片尺寸的优势提升至最多，它们提供宽广超小型封装选择来供货，涵盖从尺寸为1.6x1.6x0.5mm的SOT-563封装，到尺寸为1.0x0.6x0.4mm的SOT-883封装等。最新的组件，如安森美半导体的N沟道NTNS3193NZ、及P沟道NTNS3A91PZ，充分利用极纤薄导线架平面网格数组(XLLGA)次芯片级封装技术的优势，进一步推进了小讯号MOSFET的微型化。

次芯片级封装

XLLGA封装在封装底部提供可焊接的金属触点(类似于DFN型封装)，采用创新的内部设计，使整体封装尺寸小于任何类似芯片级封装。

图四 : LLGA 3 0.62 x 0.62 x 0.4mm次芯片级无引线封装

安森美半导体的NTNS3193NZ及NTNS3A91PZ使用最新XLLGA3 3导线次芯片级封装(见图3)，尺寸仅为0.62x0.62x0.4mm，是业界极其微型化的离散小讯号MOSFET，总占位面积仅为0.38mm2。

N沟道NTNS3193NZ的典型导通电阻为0.65Ω @±4.5V闸极至源极电压，而NTNS3A91PZ P沟道组件的典型导通电阻为典型值1.1Ω@±4.5V。

它们是安森美半导体20V小讯号MOSFET系列中最小的组件；此系列组件还包括采用SOT563(1.6x1.6x0.5mm)、SOT723(1.2x1.2x0.5mm)、SOT963(1.0x1.0x0.5mm)及SOT883(1.0x0.6x0.4mm)封装的组件。

结论

随着全球人口中使用行动技术的比例不断提升，不断发展的市场对更高性能及功能的需求预计也将上升。产品设计人员要想在短时间内领先于竞争对手来满足这些要求，必须依靠结合硅技术进步及封装技术改进。虽然大规模集成电路(LSI)持续遵循摩尔定律，在连续多世代的行动芯片组中整合更多功能，毫无疑问，新组件只会在市场需求被确认一段时间后才上市。

为了确保透过使用多个标准IC开发成功的设计来尽早上市，设计人员必须充分利用充当关键功能区域「胶合剂」(glue)之小讯号离散组件创新的优势。随着每个新芯片组的上市，领先的设计已经应用多芯片，并推动次芯片级离散MOSFET的进一步需求。

（本文作者Sam Abdeh为安森美半导体营销经理）