近年來，雙極電晶體發展迅速。過去高功率開關應用主要依靠MOSFET；但現在越來越多的應用領域逐漸採用雙極電晶體，如消費性電子和通訊領域可擕式設備的充電電路和負載開關器。其中主要原因為，透過提高半導體晶片中電流均衡分配能力，可降低飽和電阻，進而發展出電流增益更高且穩定的元件。雙極電晶體既有的弱點-電流驅動問題-可得到顯著改善，並再次發揮雙極電晶體在溫度穩定性、ESD強度和反向阻斷（blocking）上的優勢。
透過推出突破性小訊號（BISS）電晶體產品系列，恩智浦取得市場領導地位。第四代BISS電晶體（BISS 4，請參考圖五表１）的新架構更是SMD封裝型中功率雙極電晶體發展的里程碑，使應用範圍擴展至更具吸引力的領域。
| 《圖一 摻磷或摻砷基板可大幅降低壓降中半導體引起的壓降比例》 |
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兩種產品類別-產品的架構與規格
由於電阻受多重因素影響，因此開發新型中功率雙極電晶體需要詳細檢查完整的電晶體架構（選材、晶片設計、晶片金屬化、晶片/封裝連接、封裝架構）。BISS 4產品系列共有兩種不同的類別。第一類是超低VCEsat雙極電晶體，目的在降低飽和電阻RCEsat。這也是此類產品架構（晶片設計、半導體襯底電阻（substrate resistance）、晶片金屬化、晶片/封裝連接）的設計核心理念，目的在SMD封裝結構中達到低於14mΩ的飽和電阻。
第二類是高速開關類雙極電晶體，除降低飽和電阻RCEsat，此類元件著重在快速開關和儲存時間ts（大約140 ns）方面進行改進，以供高頻率的應用需求。此類元件需要在特定的電阻和開關時間之間取得平衡，並確定優先順序。
上述兩類電晶體皆高度重視以標準SMD（SOT23、SOT457/SC-74、SOT223、SOT89和SOT96/SO-8）作為產品封裝架構。此一理念不僅滿足客戶多樣化的需求，也提供量產的保證。
恩智浦首先針對通訊和汽車電子領域的應用推出了20～60 V的產品，未來將進一步推出電壓範圍20～100 V的產品。
產品設計
此二類電晶體產品（符合汽車應用的AECQ-101標準）因應各自的技術規格而採不同架構與設計方法，並在元件設計中設置不同的優先順序。我們需要瞭解的是產品中哪些元件會對電阻和飽和電壓造成影響，影響的程度有多大，以及哪些措施會影響開關時間特性。影響飽和電壓的主因是電阻電壓降（ohmic voltage drops）以及複合與注入（injection）元件。由於複合與注入電壓的總和相對不顯著，因此重點應在注意電阻元件，主要包括半導體基板電阻、晶片設計以及透過封裝和互連技術的電阻。
降低飽和電壓：低電阻半導體襯底、晶片金屬化結構和晶片設計
透過選擇不同的低電阻基板，如圖1的摻磷或摻砷基板，可大幅降低壓降中半導體引起的壓降比例。另一影響要素是電流分佈，在晶片範圍內應盡可能保持電流分佈均質化，並將晶片前端金屬化的擴展電阻降至最低。在BISS電晶體中，透過網格設計（將電晶體分成不同的柵格結構）達到晶片內電流均勻分佈的效果。BISS 4電晶體採用具專利的雙層金屬化配置，提升放射器線路的金屬厚度，進而將飽和電阻降至最低（參見圖2）。
縮短開關時間：整合箝制( clamping) 元件，降低擴散電容
要在降低飽和電壓的基礎上縮短開關時間，關鍵是儘量降低開關操作中的電晶體擴散電容。這主要可透過整合的寄生箝制架構（圖3）來達成，該設計亦可避免過度驅動飽和狀態下的電晶體，並有效降低電晶體的儲存時間ts。
典型應用
低VCEsat電晶體兼具雙極電晶體的優勢和低RCEsat值（可與典型MOSFET的RDSon媲美），主要為滿足一般開關應用。這些應用包括驅動電壓較小的電池供電設備中的負載開關（圖4）。由於在實際應用上，反向電流阻斷和高效能為決定性要素，因此雙極電晶體比MOSFET更有優勢。例如低VCEsat電晶體常作為手機等產品中電源管理單元(PMU)的電荷儲存電晶體使用。
另外，筆記型電腦使用低VCEsat電晶體，可降低風扇或介面電源負載開關的損耗，延長電池壽命。
除具有低VCesat 的特性外，針對開關時間最佳化的雙極電晶體滿足了高頻(50～ - 200 kHz) 開關應用的要求，典型應用包括PWM或開關式電源。其中，使用冷陰極螢光燈(CCFL)的背光顯示器即屬於開關式電源應用。不同的電源規格需要與相應的功率等級配合，而恩智浦各種類型的SMD封裝元件提供了最佳的選擇。
市場前景
低VCEsat電晶體的推出為雙極電晶體拓展更大的應用市場，特別是為可攜式裝置的負載和開關應用帶來高效的解決方式。為滿足產業中新型裝置的需求，恩智浦未來計畫推出無鉛封裝產品，進一步降低元件高度，縮小所需電路板空間。低VCEsat雙極電晶體的未來發展相當值得期待。
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