Richi´s Lab

ST Microelectronics VN05N (1991)

VN05N

Der ST Microelectronics VN05N ist ein Smart-MOSFET der ersten Generation, die von ST als M0-1 bezeichnet wurde. Im Vergleich zum VN02H kann der VN05N mit 13A mehr als doppelt so viel Strom tragen. Der Widerstand liegt passend dazu bei 180mΩ. Der Spannungsbereich wird mit 7-26V angegeben.

 

VN05N Die

Im sogenannten Pentawatt-Gehäuse findet sich ein Die mit den Abmessungen 3,8mm x 2,8mm. Die einzelnen Strukturen sind deutlich zu erkennen. Laut ST Microelectronics basiert die M0-1 Familie auf einem 3µm Prozess. In der linken unteren Ecke sind das ST-Logo und das Jahr 1991 abgebildet. CPI11C scheint die interne Projektbezeichnung zu sein. Diese Informationen sind noch einmal im oberen Ritzgraben abgebildet, wo sich auch die Maskenrevisionen befinden.

Einen Großteil des Dies nimmt der Leistungstransistor ein. Wie zu erwarten war, ist er deutlich größer als der Leistungstransistor im VN02H. Die einzelnen Source-Kontakte sind deutlich zu erkennen. Den Gate-Kontakt kann man schnell übersehen. Das Gate-Potential wird mit dem Source-Potential über den Rahmen zur unteren Kante des Dies geführt und ist dort mit der Treiberschaltung verbunden.

In der Mitte des Leistungstransistors befindet sich ein Temperatursensor. Die beiden Testpads dienen offenbar dazu diesen Temperatursensor zu vermessen. Die kreuzförmige Struktur im unteren Bereich kontaktiert einen Teil des Leistungstransistors exklusiv. Da sich der Strom entsprechend der Flächen aufteilt, kann man über diesen Bereich eine Strommessung realisieren. Im Steuerbereich fallen vor allem drei große Flächen auf, die in der Mitte eine kleine runde Metallfläche besitzen. Offenbar handelt es sich um Kontakte zum Drain-Potential, über die sich die Schaltung versorgt.

Dieses Bild ist auch in einer höheren Auflösung verfügbar: 44MB

 

VN05N

Hier ist ein weiterer VN05N zu sehen, bei dem die Beschriftung etwas anders ausgeführt wurde.

 

VN05N Die

Es zeigt sich, dass dieser VN05N grundsätzlich das gleiche Design enthält. Die unterschiedliche optische Erscheinung lässt sich durch minimale Änderungen beim Herstellungsprozess erklären.

Hier sind im Bereich der Ansteuerung in den großen, quadratischen Flächen spiralförmige Strukturen zu erkennen. Im oberen VN05N sind diese Strukturen auch vorhanden. Sie treten lediglich deutlich weniger hervor. Wie beschrieben, stellen diese Bereiche Widerstände zum Drain-Potential dar. Vermutlich bilden die Spiralen höhere Widerstände ab als das Quadrat ohne zusätzliche Strukturen in der linken unteren Ecke.

Dieses Bild ist auch in einer höheren Auflösung verfügbar: 41MB

 

VN05N Die Detail

Bei genauerer Betrachtung fällt auf, dass die Maske 3.1 zwischen den beiden Varianten zweimal überarbeitet wurde. Hier zeigt sich auch deutlich, dass man die Maske 0.5 im oberen Prozess nicht erkennen kann.

Die Erwartung wäre gewesen, dass der obere VN02N jünger ist als der untere. Die Beschriftung des Unteren Bauteils sieht moderner aus. Das wirft die Frage auf, ob der obere VN02N eine Fälschung ist. Es gibt einige Anhaltspunkte, die dafür sprechen: Der Punkt in der Mitte des Gehäuses scheint eine andere Struktur zu besitzen als der Rest der Oberfläche. Um den Punkt herum könnten sich Schleifspuren befinden. Die Verzinnung der Pins wirkt relativ dick. Wenn die Beschriftung geändert wurde, muss man das Bauteil als Fälschung bezeichnen. Auf der anderen Seite handelt es sich immerhin um einen VN02N. Es ist folglich gut möglich, dass das Bauteil in der Schaltung die gewünschte Funktion erfüllt.

 

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