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  • Vishay推出全球领先的汽车级80 V P沟道MOSFET,以提高系统能效和功率密度

    Vishay推出全球领先的汽车级80 V P沟道MOSFET,以提高系统能效和功率密度

    宾夕法尼亚、MALVERN — 2021年4月7日 — 日前,Vishay Intertechnology, Inc.推出通过AEC-Q101认证、全球先进的p沟道80 V TrenchFET® MOSFET---SQJA81EP。新型Vishay Siliconix SQJA81EP导通电阻达到80 V p沟道器件优异水平,可提高汽车应用功率密度和能效。SQJA81EP采用欧翼引线结构5.13 mm x 6.15 mm PowerPAK® SO-8L小型单体封装,10 V条件下最大导通电阻仅为17.3 mW /典型值为14.3 mW。 日前发布的汽车级MOSFET导通电阻比最接近的DPAK封装竞品器件低28 %,比前代解决方案低31 %,占位面积减小50 %,有助于降低导通功耗,节省能源,同时增加功率密度提高输出。SQJA81EP 10 V条件下优异的栅极电荷仅为52 nC,减少栅极驱动损耗,栅极电荷与导通电阻乘积,即用于功率转换应用的MOSFET优值系数(FOM)达到业界出色水平。 器件可在+175 °C高温下工作,满足反向极性保护、电池管理、高边负载开关和LED照明等汽车应用牢固性和可靠性要求。此外,SQJA81EP鸥翼引线结构还有助于提高自动光学检测(AOI)功能,消除机械应力,提高板级可靠性。 器件80 V额定电压满足12 V、24 V和48 V系统多种常用输入电压轨所需安全裕度。MOSFET提高了功率密度,从而减少需要并联的元器件数量,节省PCB空间。此外,作为p沟道器件,SQJA81EP可简化栅极驱动设计,无需配置n沟道器件所需的电荷泵。 MOSFET采用无铅(Pb)封装、无卤素、符合RoHS标准,经过100 % Rg和UIS测试。 SQJA81EP现可提供样品并已实现量产,供货周期为14周。

    时间:2021-04-07 关键词: Vishay MOSFET DPAK封装

  • 对于电源管理来说,碳化硅到底比硅强了多少?

    对于电源管理来说,碳化硅到底比硅强了多少?

    诸如太阳能和风力发电之类的创新技术正在加速取代传统燃料为基础的电厂,并且由于储能和收集方法的改善,从而节省了大量成本,已经超过了昂贵的“发电厂”。 在政府通过政策和激励措施支持新能源的前提下,公共能源基础设施及其相关的电网结构有许多改善和增长的机会。 最新进展 较旧的电网结构包括单向电力输送和有限的能源发电,例如化石燃料,水力发电和核电站。可再生能源的产生和收集方面最新进展是使同一个电网可以扩展其发电资源(风能和太阳能),同时可以创建灵活的双向分配方式,以满足不同的需求和存储选择。 具体地说,对于太阳能而言,通常需要使用逆变器,这些逆变器将光伏(PV)模块产生的直流电压转换为交流电压,然后再传递回电网。最常见的方法之一是通过串式逆变器方案,其中将来自太阳能电池板的DC电压馈入DC/DC升压,然后进入DC / AC逆变器,然后连接到电网。 图1显示了典型的太阳能串逆变器框图,其中包括栅极驱动,电流感测和处理。通常使用IGBT,高压FET以及更常见的包含集成IGBT和二极管的功率集成模块(PIM)来完成此配置的功率传输。 太阳能串逆变器框图 电动汽车充电则是另一个具有类似大功率需求的行业。电动汽车以前所未有的速度越来越受欢迎。不幸的是,他们的充电站一直落后。电动汽车充电的基础设施还没有达到加油站那样的可用性,同时充电时间也远大于加油时间。以350 kW的功率水平运行的DC快速充电系统可以在不到10分钟的时间内为车辆充满电。 图2显示了一个典型的DC快速充电框图的示例,其中包含电源路径组件以及相关的处理和外围设备。 事实证明,基于碳化硅(SiC)的组件可以为公共能源基础设施(例如,电网和EV充电站)提供更好的电力传输解决方案。反过来,这样的解决方案可以在更好的传导损耗,泄漏电流,热管理,浪涌容量和功率密度方面提供改进。此外,基于SiC的技术可提高整体效率,并提高可靠性及减小整体占地面积。安森美半导体等行业领先的公司提供了一系列SiC器件,因此让我们探究这些器件并深入研究其某些应用。 SiC技术为什么是更好的解决方案 无论是太阳能,电动汽车充电,还是服务器应用,都表明SiC技术可以胜过传统的硅器件和模块,例如硅IGBT / MOSFET。但是,让我们从一个跳到每个设计师的脑海中的话题开始:效率。 SiC如何提高效率?涉及许多因素,但主要是,SiC的优势包括在较低的传导损耗(Vf)下具有较高的工作温度和频率(最高1 MHz),以及较高的电压和额定电流(高达1800 V的电压和100A的电流),与硅MOSFET相比,又可以提供更高的电源效率和更少的散热设计。 有关SiC技术如何为高压和大电流应用提供某些最高总体功率的功能,请参见图3。 鉴于这些SiC器件的导通电阻较低,而功率能力则更高,基于SiC的解决方案可转化为更高的工作效率。 图4展示了串联的SiC基二极管和MOSFET,在典型的5kW升压转换器应用时,传导损耗降低多达73%。 由于对相关电感器和电容器的尺寸要求较低,因此基于SiC的电路的占地面积通常要小得多。实际上,在某些情况下,由于具有更高的开关频率,它的尺寸要小75%。因此可以提供更高的功率密度。尽管SiC MOSFET通常比传统的硅MOSFET贵4倍,但是由于这些较小的电感器和电容器,整个系统的成本下降了,同时减少了总面积。 在产品组装和机械集成方面,事实证明,ON Semconductor的PIM(例如Q0 / Q1 / Q2PACK模块,其中集成了SiC器件以帮助减少周边系统开发)简化了制造过程并降低了开发风险,同时允许加快上市时间。 另外,分立的非集成式解决方案通常需要更多的时间来设计安装散热系统,例如隔离垫和散热器,同时还带来了不良的热接触风险。PIM解决方案可简化装配过程,从而减少时间/成本并提高可靠性,同时由于功率密度方面的优势,还可以使最终产品更紧凑。 图5展示了离散解决方案与PIM模块组装过程的比较。 安森美半导体的SiC电源解决方案 安森美半导体的PIM模块可提供更快的开关速度,更高的功率效率和更高的功率密度,这些解决方案还可以降低系统成本和尺寸,但这还不是全部。 PIM模块并非总是比分立组件更受青睐,主要是基于应用的额定功率以及性能和成本方面的考虑。因此安森美半导体提供分立和PIM SiC两种解决方案。 图6显示了如何在离散解决方案或PIM解决方案之间进行选择。 用于UPS,电动机驱动或光伏逆变器等应用的高压辅助电源通常具有300 VDC至1000 VDC的直流母线电压,这使其很难为显示器,风扇或加热器集成低压辅助电源。但是SiC MOSFET具有更高的阻断电压和更宽的输入电压范围,从而具有更大的系统灵活性和功能。此外,如SiC优势部分所述,更高的频率和更低的导通电阻会导致更小,更高功率密度的解决方案。但是,让我们看一下以75 kHz运行的ESBC配置电源和以300 kHz运行的SiC电源之间的直接比较。SiC电源的尺寸更小(约一半),功率输出增加20%,并且效率明显提高。

    时间:2021-03-30 关键词: 碳化硅 MOSFET

  • 最全的MOSFET技术疑难盘点

    场效应管可以分成两大类,一类是结型场效应管(JFET),另一类是绝缘栅场效应管(MOSFET)。 即使搜索“结型场效应管”,出来的也只有几种,你是不是怀疑结型场效应管已经被人类抛弃了的感觉,没错,JFET相对来说是比较少使用的。 绝缘栅场效应管中文全称是金属-氧化物半导体场效应晶体管,由于这种场效应管的栅极被绝缘层隔离,所以又叫绝缘栅场效应管,英文简称是MOSFET,一般也简称为MOS管。 N沟道的MOS管通常也简称为NMOS,P沟道的MOS管简称为PMOS。 MOS管种类 仔细观察的朋友可以发现,无论是N沟道还是P沟道,寄生二极管的方向总是跟箭头的方向是一致的。其实在一般使用中,更多是使用N沟道增强型或者P沟道增强型MOS管,耗尽型的管子是比较少使用到的。那么,如何使用MOS管做电子开关?比如用来驱动LED?先来两个图。 MOS管简单应用 是这样的,在MOS管内部结构里,G极与D极、S极实际上是有一层绝缘层二氧化硅进行隔离的,这就相当于存在一个电容器。 这些寄生电容是无法避免的,电容的大小由MOS管的结构、材料、所加的电压决定。如果上面的电路图没有电阻Rgs的,电路将会变成怎样呢,下面以图为例,做个小实验。 当有G、S两极有电阻Rgs时,当G极撤去5V信号,电阻Rgs可以把寄生电容Cgs上的电压进行释放,所以MOS就截止了。 END 免责声明:本文内容由21ic获得授权后发布,版权归原作者所有,本平台仅提供信息存储服务。文章仅代表作者个人观点,不代表本平台立场,如有问题,请联系我们,谢谢!

    时间:2021-03-29 关键词: 三极管 导体三极管 MOSFET

  • 如何优化48V轻混电动车(MHEV)的电机驱动器设计

    如何优化48V轻混电动车(MHEV)的电机驱动器设计

    制造商制造轻混电动车(MHEV)的最终目标是减少温室气体(GHG)排放。轻混电动车包含一个连接到车辆变速器系统的48V电机驱动系统。为了减少温室气体排放,轻混电动车中的内燃机(ICE)会在车辆滑行时关闭,同时该48V电机系统会为48V电池充电,以便为车辆供电。在本文中,我将讨论48V电机驱动器的一种设计方法,该设计可提供大功率的电机驱动,实现功能安全并且尺寸更加小巧。 大功率电机驱动的注意事项 对于汽车动力总成应用,典型的48V电机驱动系统需要10kW至30kW的电功率。传统的12V电池系统无法满足该功率水平,因此必须采用48V架构来支持大功率电机驱动。 阅读白皮书《如何构建功能安全的小型48V、30kW轻混电动车电机驱动系统》,详细了解如何解决电机驱动系统驱动电路中的重大设计难题。 如图1所示,48V电机驱动器控制外部金属-氧化物半导体场效应晶体管(MOSFET),以使电机旋转。这些外部MOSFET必须支持600A以上的电流才能实现30kW的功率目标。有效减小MOSFET的RDS(on)可减小热耗散和导通损耗,在某些情况下,每个通道中并联多个MOSFET将有助于分散热量,如应用手册《使用DRV3255-Q1驱动并联MOSFET》中所述。MOSFET的总栅极电荷可能高达1,000nC。 设计人员还需要优化由开关损耗引起的功率耗散,以使整个解决方案符合汽车电磁兼容性(EMC)规范。高栅极电流栅极驱动器(如DRV3255-Q1)可以驱动高栅极电荷MOSFET,其峰值源电流高达3.5A,峰值吸电流高达4.5A。即使在栅极电荷为1,000nC的情况下,如此高的输出电流也可以实现很短的上升和下降时间。可选的栅极驱动器输出电流水平使您可以微调上升和下降时间,从而在开关损耗和电磁兼容性(EMC)之间进行优化。 图1:大功率48V电机驱动器的最常见电源架构 即使电池的标称电压为48V,电源电压也可能因运行期间的瞬态情况而发生很大的变化;请参阅图2中国际标准化组织 (ISO) 21780 规定的电压水平。此外,考虑到MOSFET寄生体二极管的反向恢复时间,电机驱动器引脚需要能够承受负瞬态电压。 图2:ISO 21780规定的48V系统的电压水平 凭借能够承受105V电压的高侧自举引脚,DRV3255-Q1能够在90V的电压下支持真正的连续工作,并支持高达95V的瞬态电压。自举的高侧MOSFET源极和低侧MOSFET源极的额定瞬态电压为–15V,从而提供大功率电机驱动器系统所需的强大保护。 48V电机驱动器的功能安全注意事项 48V电机驱动系统存在产生不必要功耗的风险,这可能会导致出现过压情况,从而损坏系统。正常的系统响应是使所有高侧或低侧MOSFET导通,使电机电流再循环,避免产生更多电流。如果出现故障,系统必须具有适当地切换功能性MOSFET的机制,以避免进一步损坏。实施此类保护通常需要外部逻辑和比较器。 利用集成在DRV3255-Q1中的主动短路逻辑,您可以决定在检测到故障情况时应如何响应。可以将该逻辑配置为启用所有高侧MOSFET、启用所有低侧MOSFET或在低侧和高侧MOSFET之间动态切换(具体取决于故障情况),而不是通过禁用所有MOSFET来响应故障情况。此外,DRV3255-Q1符合ISO 26262规定的功能安全标准,并包含诊断和保护功能,可支持ASIL D级的功能安全电机驱动器系统。 48V电机驱动器的尺寸注意事项 发动机舱中的空间有限,因此要求48V电机驱动器系统的电路板具有较小的尺寸。图3展示了传统48V大功率电机驱动器设计的典型电机驱动器方框图。要实现具有强大保护功能的安全电机驱动器系统,需要使用钳位二极管、外部驱动电路、汇路电阻器和二极管、比较器以及外部安全逻辑。这些外部器件会导致布板空间增大并使系统成本升高。 图3:典型的48V大功率电机驱动器方框图 在采用DRV3255-Q1后,通过集成外部逻辑和比较器、可调节高电流栅极驱动器以及对大电压瞬态的支持(无需额外的外部器件),可以提供显著的优势来有效减小总体电路板尺寸,如图4所示。 图4:简化的DRV3255-Q1电机驱动器方框图 随着48V轻混电动车日益普遍,您是否考虑为下一辆汽车采用轻混电动车?

    时间:2021-03-29 关键词: 电机驱动器 轻混电动车 MOSFET

  • 意法半导体发布隔离式栅极驱动器,可安全控制碳化硅MOSFET

    意法半导体发布隔离式栅极驱动器,可安全控制碳化硅MOSFET

    STGAP2SiCS是意法半导体STGAP系列隔离式栅极驱动器的最新产品,可安全地控制碳化硅(SiC) MOSFET,工作电源电压高达1200V。 STGAP2SiCS能够产生高达26V的栅极驱动电压,将欠压锁定(UVLO)阈压提高到15.5V,满足SiC MOSFET开关管正常导通要求。如果电源电压低引起驱动电压太低,UVLO保护机制将确保MOSFET处于关断状态,以免产生过多的耗散功率。这款驱动器有双两个输入引脚,让设计人员可以定义栅极驱动信号的极性。 STGAP2SiCS在输入部分和栅极驱动输出之间设计6kV电气隔离,电隔离有助于确保消费电子和工业设备的用电安全。4A吸电流/拉电流驱动能力使其适用于高端家用电器、工业驱动装置、风扇、电磁炉、电焊机、UPS不间断电源等设备的高功率变换器、电源和逆变器。 新产品有两种不同的输出配置。第一种配置是提供独立的输出引脚,可使用专用的栅极电阻独立优化通断时间。第二种配置适用于高频硬开关,只有一个输出引脚和有源米勒钳位电路,米勒钳位用于限制SiC MOSFET栅极-源极电压摆动,防止开关不必要导通,并增强开关的可靠性。输入电路兼容最低3.3V的CMOS/TTL逻辑电平信号,可以轻松地连接各种控制器芯片。 STGAP2SiCS具有待机模式,有助于降低系统功耗,并具有内部保护功能,包括可防止低压部分和高压驱动通道交叉导通的硬件互锁和热关断。低高压电路之间的传播延迟精确匹配,防止周期失真,最大程度地减少电能损耗。总传播延迟小于75ns,精确的脉宽调制(PWM)控制支持高开关频率。 STGAP2SiCS采用宽体SO-8W封装,在有限的面积内确保8mm的爬电距离。

    时间:2021-03-23 关键词: 碳化硅 隔离式栅极驱动器 MOSFET

  • 意法半导体发布隔离式栅极驱动器,可安全控制碳化硅MOSFET

    意法半导体发布隔离式栅极驱动器,可安全控制碳化硅MOSFET

    中国,2021年3月22日——STGAP2SiCS是意法半导体STGAP系列隔离式栅极驱动器的最新产品,可安全地控制碳化硅(SiC) MOSFET,工作电源电压高达1200V。 STGAP2SiCS能够产生高达26V的栅极驱动电压,将欠压锁定(UVLO)阈压提高到15.5V,满足SiC MOSFET开关管正常导通要求。如果电源电压低引起驱动电压太低,UVLO保护机制将确保MOSFET处于关断状态,以免产生过多的耗散功率。这款驱动器有双两个输入引脚,让设计人员可以定义栅极驱动信号的极性。 STGAP2SiCS在输入部分和栅极驱动输出之间设计6kV电气隔离,电隔离有助于确保消费电子和工业设备的用电安全。4A吸电流/拉电流驱动能力使其适用于高端家用电器、工业驱动装置、风扇、电磁炉、电焊机、UPS不间断电源等设备的高功率变换器、电源和逆变器。 新产品有两种不同的输出配置。第一种配置是提供独立的输出引脚,可使用专用的栅极电阻独立优化通断时间。第二种配置适用于高频硬开关,只有一个输出引脚和有源米勒钳位电路,米勒钳位用于限制SiC MOSFET栅极-源极电压摆动,防止开关不必要导通,并增强开关的可靠性。输入电路兼容最低3.3V的CMOS/TTL逻辑电平信号,可以轻松地连接各种控制器芯片。 STGAP2SiCS具有待机模式,有助于降低系统功耗,并具有内部保护功能,包括可防止低压部分和高压驱动通道交叉导通的硬件互锁和热关断。低高压电路之间的传播延迟精确匹配,防止周期失真,最大程度地减少电能损耗。总传播延迟小于75ns,精确的脉宽调制(PWM)控制支持高开关频率。 STGAP2SiCS采用宽体SO-8W封装,在有限的面积内确保8mm的爬电距离。

    时间:2021-03-22 关键词: 意法半导体 栅极驱动器 MOSFET

  • 赋能未来,勇往直前---科锐联合创始人发表SiC MOSFET十周年文章

    赋能未来,勇往直前---科锐联合创始人发表SiC MOSFET十周年文章

    2021年3月18日,美国北卡罗莱纳州达勒姆讯––全球碳化硅技术领先企业科锐Cree, Inc. 联合创始人兼首席技术官John Palmour 博士发表了以《赋能未来,勇往直前:SiC MOSFET问世10周年的思索》为题的文章。 John Palmour 博士, 科锐联合创始人兼首席技术官 近二十年研发路,厚积薄发 在2011年,在经过了将近二十年的研发之后,科锐推出了全球首款SiC MOSFET。尽管业界先前曾十分怀疑这是否可能实现。在成功发布之前,普遍的观点是SiC功率晶体管是不可能实现的,因为太多的材料缺陷使其不可行。先前普遍的看法是不可能开发出可用的SiC MOSFET,基于SiC的氧化物绝缘体是不可靠的。科锐作为SiC MOSFET的开创者,坚定无畏的在这条充满荆棘但光明无限的道路上不断前行。因为我们始终相信MOSFET才是客户需要的“最终答案”,我们坚信可以通过SiC,开发出市面上最为强大和可靠的半导体。 在开发过程中,科锐探索了三种不同晶体结构,竭尽全力在降低成本的同时提高安培容量,提高了1000倍甚至更多!最初的晶圆尺寸仅有小指指甲大小。之后,科锐终于将基于3” 吋晶圆的SiC MOSFET推向市场。同时,以科锐的行事风格,并没有停歇下来去庆祝第1代SiC MOSFET的推出,而是迅速投入到了第2代产品的开发。 坚持不懈创新,再现生机勃勃 最初的阶段并非没有彷徨,但我们知道要想推动产业更多的采用,我们就必须不断地在降低成本的同时提升性能。在那段时间里,我们让许多原先认为不可能实现的人改变了观点。我们目睹了友商公司放弃了其他器件结构的选择,而开始朝向MOSFET迅速迈进。随着各个产业开始认识到SiC MOSFET可以适用于不同应用,我们看到了新的市场和垂直领域。 但即便是我自己,当时也没能全面意识到某些市场将来会变得多么巨大。我们认识到SiC MOSFET能在巨量的工业应用领域发挥关键作用,而电动汽车会是一个重要的赛道。我们知道其有潜力,但是我们很难想象这个机遇会有多么巨大,以及我们将助力电动汽车产业的塑造。 在采用SiC逆变器的特斯拉Model 3的推出之后,一切都发生了改变。在看到了采用SiC器件所能实现的功率密度和续航里程,各家汽车OEM厂商都开始争相研究如何在他们的汽车之中采用该项技术。 今天电动汽车产业的蓬勃发展,让我想到了我们公司历史上的另一个关键时期。我记得目睹了科锐LED业务的巨大发展浪潮。从90年代中期科锐LED在大众汽车仪表盘上的首次采用,到全行业对于固态照明的拥抱。我见证了公司之前的爆发式增长---而这一幕在今天又开始重现。 下一个十年,满怀期待 十年之前,我们身处一生一遇的增长曲线的初期阶段。现在,我们又迎来了这样的机遇。我迫不及待地想要看到未来十年我们将达到怎样的高度。 从一开始的不被看好到现在的万众瞩目,SiC MOSFET器件一鸣惊人的背后是几十年如一日的研发奋斗。科锐用实际行动向我们诠释了有志者事竟成的成功哲学。我们有理由相信,SiC MOSFET的未来将会无比光明。 SiC第三代半导体背景信息 阿里巴巴达摩院发布2021十大科技趋势,为后疫情时代基础技术及科技产业将如何发展提供了全新预测。“以SiC碳化硅、GaN氮化镓为代表的第三代半导体迎来应用大爆发”位列趋势之首。以SiC碳化硅和GaN氮化镓为代表的第三代半导体,具备耐高温、耐高压、高频率、大功率、抗辐射等优异特性,但受工艺、成本等因素限制,多年来仅限于小范围应用。近年来,随着材料生长、器件制备等技术的不断突破,第三代半导体的性价比优势逐渐显现,并正在打开应用市场:SiC元件已用作汽车逆变器,GaN快速充电器也大量上市。未来五年,基于第三代半导体材料的电子器件将广泛应用于5G基站、新能源汽车、特高压、数据中心等场景。 2021年3月发布的《中华人民共和国国民经济和社会发展第十四个五年规划和2035年远景目标纲要》,在科技前沿领域攻关专栏中也强调了要取得SiC碳化硅、GaN氮化镓等宽禁带半导体的发展。

    时间:2021-03-18 关键词: 科锐 SiC MOSFET

  • 东芝推出采用TOLL封装的650V超级结功率MOSFET,有助于提高大电流设备的效率

    东芝推出采用TOLL封装的650V超级结功率MOSFET,有助于提高大电流设备的效率

    中国上海,2021年3月11日——东芝电子元件及存储装置株式会社(“东芝”)今日宣布,在其TOLL(TO-无引线)封装的DTMOSVI系列中推出650V超级结功率MOSFET---TK065U65Z、TK090U65Z、TK110U65Z、TK155U65Z和TK190U65Z,今日开始批量出货。 TOLL是一种表面贴装型封装,所需空间比常见的D2PAK封装小27%。它也属于4引脚型封装,能够对栅极驱动的信号源端子进行开尔文连接,从而减小封装中源极线的电感,进而发挥MOSFET实现高速开关性能,抑制开关时产生的振荡。与东芝现有产品TK090N65Z相比,其导通开关损耗降低了约68%,关断切换损耗降低了约56%。新型MOSFET适用于数据中心和光伏功率调节器等工业设备的电源。 TOLL封装与最新[4]DTMOSVI工艺技术相结合扩展了产品阵容,覆盖了低至65mΩ(最大值)的低导通电阻。东芝将继续采用TOLL封装工艺对产品进行改进,以减小设备尺寸并提高效率。 Ø 应用 数据中心(服务器电源等) 光伏发电机的功率调节器 不间断电源系统 Ø 特性 薄而小的表面贴装封装 采用4引脚封装,可以减少导通和关断的开关损耗。 最新的DTMOSVI系列 Ø 主要规格

    时间:2021-03-11 关键词: 东芝 TOLL封装 MOSFET

  • Silicon Labs、瑞萨、罗姆等将汇聚世强硬创新产品研讨会,发布功率器件全品类最新产品和技术

    去年年底,受上游晶圆供应紧缺情况的持续影响,国内外多家金属氧化物半导体场效晶体管(MOSFET)厂商发布涨价通知,产品供不应求,无法满足国内迅速爆发的市场需求。在此背景下,3月26日,Silicon Labs、瑞萨、罗姆、EPC等17家国内外知名厂牌将携新产品新技术联合参加世强硬创新产品研讨会功率器件专场。 会议将集中发布功率器件全品类最新的产品及技术,涵盖隔离驱动、光耦、功率电感、MOSFET、IGBT模块、二极管、GaN FET、IGBT数字驱动器、SiC MOSFET、功率保护器件等,同时还将发布最新的功率技术和功率散热解决方案,提高客户产品的效率和功率密度,降低功率器件的损耗,解决热管理问题。 此外,世强硬创新产品研讨会功率器件专场还将在今年8月再次举办,除功率器件专场外,2021年还将举办ICT、散热材料&仿真服务、工业及IIOT、主控器件+存储、时钟、汽车电子、机电部件、传感器、电源管理、连接器、IOT及消费电子专场,敬请关注。 目前3月功率器件专场报名通道已开通,用户可前往官网报名参会。

    时间:2021-03-09 关键词: 功率器件 世强硬创 MOSFET

  • 东芝推出新款碳化硅MOSFET模块,有助于提升工业设备效率和小型化

    东芝推出新款碳化硅MOSFET模块,有助于提升工业设备效率和小型化

    中国上海,2021年2月25日——东芝电子元件及存储装置株式会社(“东芝”)今日宣布,面向工业应用推出一款集成最新开发的双通道碳化硅(SiC)MOSFET芯片(具有3300V和800A特征)的模块---“MG800FXF2YMS3”,该产品将于2021年5月投入量产。 为达到175℃的通道温度,该产品采用具有银烧结内部键合技术和高贴装兼容性的iXPLV(智能柔性封装低电压)封装。这款模块可充分满足轨道车辆和可再生能源发电系统等工业应用对高效紧凑设备的需求。 Ø 应用 ・用于轨道车辆的逆变器和转换器 ・可再生能源发电系统 ・工业电机控制设备 Ø 特性 ・漏源额定电压:VDSS=3300V ・漏极额定电流:ID=800A双通道 ・宽通道温度范围:Tch=175℃ ・低损耗: Eon=250mJ(典型值) Eoff=240mJ(典型值) VDS(on)sense=1.6V(典型值) ・低杂散电感:Ls=12nH(典型值) ・高功率密度的小型iXPLV封装 Ø 主要规格

    时间:2021-02-25 关键词: 东芝 碳化硅 MOSFET

  • 安森美半导体发布新的650 V碳化硅 (SiC) MOSFET

    推动高能效创新的安森美半导体 (ON Semiconductor),发布一系列新的碳化硅 (SiC) MOSFET器件,适用于功率密度、能效和可靠性攸关的高要求应用。设计人员用新的SiC器件取代现有的硅开关技术,将在电动汽车(EV)车载充电器(OBC)、太阳能逆变器、服务器电源(PSU)、电信和不间断电源(UPS)等应用中实现显著更好的性能。 安森美半导体新的车规AECQ101和工业级合格的650伏(V)SiC MOSFET基于一种新的宽禁带材料,提供比硅更胜一筹的开关性能和更好的热性能,因而提高系统级能效、功率密度,及减小电磁干扰(EMI)、系统尺寸和重量。 新一代SiC MOSFET采用新颖的有源单元设计,结合先进的薄晶圆技术,可在650V击穿电压实现同类最佳的品质因数Rsp(Rdson*area)。NVBG015N065SC1、NTBG015N065SC1、NVH4L015N065SC1和NTH4L015N065SC1采用D2PAK7L和To247封装,具有市场最低的Rdson (12 mOhm)。这技术还优化能量损失品质因数,从而优化了汽车和工业应用中的性能。内置门极电阻 (Rg)为设计人员提供更大的灵活性,而无需使用外部门极电阻人为地降低器件的速度。更高的浪涌、雪崩能力和短路鲁棒性都有助于增强耐用性,从而提供更高的可靠性和更长的器件使用寿命。 安森美半导体先进电源分部高级副总裁Asif Jakwani在发布新品时说: “在现代电源应用中,如电动汽车(EV)车载充电器(OBC)和可再生能源、企业计算及电信等其他应用,高能效、可靠性和功率密度是设计人员一直面临的挑战。这些新的SiC MOSFET比同等的硅开关技术显著提高性能,使工程师能够满足这些具有挑战性的设计目标。增强的性能降低损耗,从而提高能效,减少热管理需求,并降低电磁干扰(EMI)。使用这些新的SiC MOSFET的最终结果是更小、更轻、更高效和更可靠的电源方案。” 新器件均为表面贴装,并提供行业标准封装类型,包括TO247和D2PAK。 免责声明:本文内容由21ic获得授权后发布,版权归原作者所有,本平台仅提供信息存储服务。文章仅代表作者个人观点,不代表本平台立场,如有问题,请联系我们,谢谢!

    时间:2021-02-24 关键词: 安森美半导体 SiC MOSFET

  • Nexperia扩展LFPAK56D MOSFET产品系列,推出符合AEC-Q101标准的半桥封装产品

    Nexperia扩展LFPAK56D MOSFET产品系列,推出符合AEC-Q101标准的半桥封装产品

    奈梅亨,2021年2月23日:关键半导体器件领域的专家Nexperia今天宣布推出一系列采用节省空间的LFPAK56D封装技术的半桥(高端和低端)汽车MOSFET。采用两个MOSFET的半桥配置是许多汽车应用(包括电机驱动器和DC/DC转换器)的标准构建模块。这种新封装提供了一种单器件半桥解决方案。与用于三相电机控制拓扑的双通道MOSFET相比,由于去掉了PCB线路,其占用的PCB面积减少了30%,同时支持在生产过程中进行简单的自动光学检测(AOI)。LFPAK56D半桥产品采用现有的大批量LFPAK56D封装工艺,并具有成熟的汽车级可靠性。这种封装形式使用灵活的引脚来提高整体可靠性,并且MOSFET之间采用内部铜夹连接,简化了PCB设计并带来了即插即用式解决方案,电流处理能力达到98A,表现非常出色。 通常,在半桥结构中,高边MOSFET的源极与低边MOSFET的漏极之间的PCB连接会产生大量的寄生电感。但是,通过内部夹式连接,LFPAK56D半桥封装成功减少了60%的寄生电感。 新推出的LFPAK56D半桥MOSFET是BUK7V4R2-40H和BUK9V13-40H。这两款产品都采用高度耐用的Trench 9汽车级晶圆工艺技术,额定电压为40 V,并在关键测试中通过了两倍汽车AEC-Q101规范的验证。这两款器件的RDS(on)分别为4.2 mOhm (BUK7V4R2)和13 mOhm (BUK9V13)。 符合AEC-Q101标准的Nexperia LFPAK56D半桥封装产品适合各类三相汽车动力系统应用,例如燃油泵、水泵、电机控制和DC/DC电源转换。其占用的PCB面积减少30%,寄生电感减少60%,因此适用于高性能开关应用。随着重要汽车客户的设计采用和投入,这项新技术已经取得了成功。

    时间:2021-02-23 关键词: Nexperia LFPAK56D MOSFET

  • MPQ5069保护开关:具备受损 MOSFET 检测、输出电量测量功能

    MPQ5069保护开关:具备受损 MOSFET 检测、输出电量测量功能

    在这篇文章中,小编将对MPS MPQ5069保护开关的相关内容和情况加以介绍以帮助大家增进对它的了解程度,和小编一起来阅读以下内容吧。MPQ5069 是一款热插拔保护器件,它的作用在于用于保护输出端电路不受输入端瞬态的影响。它也可以保护输入不受短路和输出瞬态影响。 启动时,输出电压上升斜率会限制浪涌电流。SS 引脚上的外部电容可控制输出电压上升斜率。 最大输出负载电流使用采样 FET 拓扑结构来限制,而限流值大小由 ISET 引脚与地之间的低功率电阻控制。由内部充电泵驱动功率器件的栅极,控制具有极低导通电阻(7mΩ)的功率 FET 导通。MPQ5069 保护开关还包含 IMON 功能,可通过设置 IMON 引脚至地之间的电阻值,产生与功率器件电流成正比的电压。 MPQ5069保护开关 的故障保护功能包括限流保护、过温关断保护、受损 MOSFET 检测。限流保护和过温关断保护均提供可配置的自动重启和锁定模式。该器件还具有欠压保护功能。MPQ5069 保护开关采用 QFN-22(3mmx5mm)封装,符合 AEC-Q100 认证。 在电流限制方面,MPQ5069保护开关提供了一个恒定电流限制,可以通过一个外部电阻器对其进行编程。一旦器件达到其电流极限阈值,内部电路就会调节栅极电压,以使MOSFET中的电流保持恒定。为了限制电流,栅极-源极电压需要从5V降至约1V。典型的响应时间约为20µs,在此时间段内输出电流可能会有较小的过冲。 当电流限制触发时,故障计时器启动。如果在故障超时周期结束之前输出电流低于限流阈值,则MPQ5069保护开关恢复正常工作。如果电流限制持续时间仍然超过故障超时期限,则MOSFET将关闭。后续行为与AUTO引脚配置有关。如果在故障超时期间温度达到热保护阈值,则MOSFET关闭。 当AUTO引脚悬空时,该器件在自动重试模式下工作以提供过流保护。当AUTO引脚接地时(一旦它检测到过电流情况)并且持续时间超过预设值,该器件就会进入闭锁模式。 当器件达到其电流极限或过热阈值时,会将FLTB引脚驱动为低电平,具有20μs的传播延迟,以指示故障。正常工作期间所需的电流限制取决于外部电流限制电阻。 在故障计时器和重启方面,当电流达到其过流限制阈值时,一个200µA故障定时器电流源将在TIMER引脚上为外部电容器(CT)充电。如果限流状态在TIMER引脚达到1.23V之前停止,则MPQ5069保护开关返回正常工作模式,并且在TIMER电压达到1.23V之后,低值电阻使CT放电。如果在TIMER引脚电压达到1.23V后限流状态继续,则MOSFET截止。然后,后续的重启过程取决于所选的重试配置。 如果AUTO引脚接地或被拉低,则MPQ5069保护开关锁存。重新启动输入电源或循环EN信号以恢复功能。 悬空AUTO引脚或将其拉至2.5V以上会导致器件在打ic模式下工作。在故障超时周期结束时,MOSFET关断,并且低电流(0.5µA)灌电流使外部电容器(CT)放电。当TIMER电压达到低阈值(0.2V)时,器件重新启动。如果故障条件仍然存在,则故障超时时间和重启计时器将重复。 在短路保护方面,如果负载电流由于短路而迅速增加,则电流可能会大大超过电流限制阈值,然后控制环路才能做出响应。 如果电流达到25A的次级电流限制水平,则会使用100mA下拉栅极放电电流激活快速关断电路以关断MOSFET。 这限制了通过开关的峰值电流,从而限制了输入电压降。 总的短路响应时间约为200ns。一旦达到25A的电流极限,FLTB就会切换为低电平,并保持低电平直到电路恢复正常工作。 以上所有内容便是小编此次为大家带来的有关MPS MPQ5069保护开关的所有介绍,如果你想了解更多有关它的内容,不妨在我们网站或者百度、google进行探索哦。

    时间:2021-02-19 关键词: 保护开关 MPQ5069 MOSFET

  • 安森美半导体发布新的650 V碳化硅 (SiC) MOSFET

    安森美半导体发布新的650 V碳化硅 (SiC) MOSFET

    2021年2月18日 —推动高能效创新的安森美半导体 (ON Semiconductor),发布一系列新的碳化硅 (SiC) MOSFET器件,适用于功率密度、能效和可靠性攸关的高要求应用。设计人员用新的SiC器件取代现有的硅开关技术,将在电动汽车(EV)车载充电器(OBC)、太阳能逆变器、服务器电源(PSU)、电信和不间断电源(UPS)等应用中实现显著更好的性能。 安森美半导体新的车规AECQ101和工业级合格的650伏(V) SiC MOSFET基于一种新的宽禁带材料,提供比硅更胜一筹的开关性能和更好的热性能,因而提高系统级能效、功率密度,及减小电磁干扰(EMI)、系统尺寸和重量。 新一代SiC MOSFET采用新颖的有源单元设计,结合先进的薄晶圆技术,可在650 V击穿电压实现同类最佳的品质因数Rsp (Rdson * area)。NVBG015N065SC1、NTBG015N065SC1、NVH4L015N065SC1和NTH4L015N065SC1采用D2PAK7L和To247封装,具有市场最低的Rdson (12 mOhm)。 这技术还优化能量损失品质因数,从而优化了汽车和工业应用中的性能。 内置门极电阻 (Rg)为设计人员提供更大的灵活性,而无需使用外部门极电阻人为地降低器件的速度。 更高的浪涌、雪崩能力和短路鲁棒性都有助于增强耐用性,从而提供更高的可靠性和更长的器件使用寿命。 安森美半导体先进电源分部高级副总裁Asif Jakwani在发布新品时说:“在现代电源应用中,如电动汽车(EV)车载充电器(OBC)和可再生能源、企业计算及电信等其他应用, 高能效、可靠性和功率密度是设计人员一直面临的挑战。这些新的SiC MOSFET比同等的硅开关技术显著提高性能,使工程师能够满足这些具有挑战性的设计目标。 增强的性能降低损耗,从而提高能效,减少热管理需求,并降低电磁干扰(EMI)。使用这些新的SiC MOSFET的最终结果是更小、更轻、更高效和更可靠的电源方案。” 新器件均为表面贴装,并提供行业标准封装类型,包括TO247和D2PAK。

    时间:2021-02-18 关键词: 安森美半导体 SiC MOSFET

  • MPM6010同步降压 LED 驱动器,高效同步工作模式、汽车级

    MPM6010同步降压 LED 驱动器,高效同步工作模式、汽车级

    以下内容中,小编将对MPS MPM6010同步降压 LED 驱动器的相关内容进行着重介绍和阐述,希望本文能帮您增进对x的了解,和小编一起来看看吧。 一、MPM6010同步降压 LED 驱动器概述MPM6010 是一款内置功率 MOSFET、电感和 2 个电容的同步整流降压 LED 驱动器。它提供了非常紧凑的解决方案,仅需 4个外部元器件,即可在宽输入范围实现 1.5A 的连续输出电流,具有极好的负载和线性调整率。MPM6010 同步降压 LED 驱动器具有同步工作模式以实现高效率。全方位保护功能包括过流保护(OCP)和过温关断保护(TSD)。MPM6010 同步降压 LED 驱动器可显著加速产品上市时间,同时还能避免设计生产风险。MPM6010同步降压 LED 驱动器在固定频率,峰值电流控制模式下工作,以调节输出电流。 内部时钟启动脉冲宽度调制(PWM)周期。 集成的高端功率MOSFET(HS-FET)导通并保持导通,直到其电流达到COMP电压(VCOMP)设置的值为止。 当电源开关关闭时,它将保持关闭状态,直到下一个时钟周期开始为止。 如果功率MOSFET中的电流在一个PWM周期的87%内未达到VCOMP设置的电流值,则功率MOSFET将被强制关断。 MPM6010 采用节省空间的 QFN-17(3mmx5mmx1.6mm)封装。 二、MPM6010同步降压 LED 驱动器详述 经过上面对MPM6010同步降压 LED 驱动器的简单介绍,想必大家对这款驱动器已经具备一定的了解。下面,小编将对这款驱动器从以下几个方面进行详细介绍。 (一)内部调节器 4.9V内部稳压器为大多数内部电路供电。 该稳压器将VIN作为输入,并在整个VIN范围内工作。 当VIN超过4.9V时,稳压器的输出处于完全稳压状态。 当VIN小于4.9V时,输出随VIN而降低。 MPM6010集成了内部去耦电容器,因此无需添加外部VCC输出电容器。 (二)CCM操作 MPM6010使用连续传导模式(CCM),以确保该器件在从空载到满载范围内的固定频率下工作。 CCM的优势是在轻负载时可控制的频率和较低的输出纹波。 (三)频率折返 当输入电压高于约21V时,MPM6010进入频率折返。频率降低到标称值的一半,然后变为1.1MHz。 在软启动和短路保护期间也会发生频率折返。 (四)误差放大器(EA) 误差放大器将FB电压与内部0.2V参考电压(VREF)进行比较,并输出与两者之差成比例的电流。 然后,该输出电流对内部补偿网络进行充电或放电,以形成VCOMP,该VCOMP控制功率MOSFET电流。优化的内部补偿网络最大程度地减少了外部元件数量,并简化了控制环路设计。 (五)欠压锁定(UVLO) 欠压锁定(UVLO)可防止芯片在电源电压不足的情况下工作。 UVLO比较器监视内部稳压器(VCC)的输出电压。 UVLO上升阈值约为3.5V,而其下降阈值约为3.1V。 (六)PWM调光 将外部100Hz至2kHz的PWM波形施加到EN / DIM以进行PWM调光。 LED的平均电流与PWM占空比成正比。 PWM信号的最小幅度为1.8V。如果在芯片启动之前施加了调光信号,则调光信号的导通时间必须大于2ms,以确保软启动完成,从而可以构建输出电流。如果在软启动完成后施加调光信号,则不需要2ms的限制。 (七)内部软启动(SS) 软启动(SS)可以防止启动期间转换器输出电压过冲。芯片启动时,内部电路会生成软启动电压(VSS)。当VSS低于内部基准电压(VREF)时,VSS会覆盖VREF,因此误差放大器将VSS用作基准电压。当VSS超过VREF时,误差放大器将VREF用作参考。 (八)故障指示器(/ FAULT) MPM6010具有故障指示(/ FAULT)。 / FAULT是MOSFET的漏极开路,应通过电阻(例如100kΩ)连接到VCC或另一个电压源。 / FAULT在正常操作期间被拉高。 LED短路,断开或热关机将/ FAULT下拉以指示故障状态。 以上便是小编此次带来的有关MPM6010同步降压 LED 驱动器的全部内容,十分感谢大家的耐心阅读,想要了解更多相关内容,或者更多精彩内容,请一定关注我们网站哦。

    时间:2021-02-09 关键词: 驱动器 MPM6010 MOSFET

  • 真的是不能再详细了,这款降压开关变换器推荐给你

    真的是不能再详细了,这款降压开关变换器推荐给你

    本文中,小编将对MPS MPQ2172单片降压开关变换器予以介绍,如果你想对它的详细情况有所认识,或者想要增进对它的了解程度,不妨请看以下内容哦。 一、MPQ2172单片降压开关变换器概述 MPQ2172 是一款集成内部功率 MOSFETs 的单片降压开关变换器。在 2.5V 至 5.5V 的输入电压范围内,MPQ2172 可实现 2A 的持续输出电流,且具有极好的负载和线性调节能力。输出电压可调节低至 0.6V。MPQ2172单片降压开关变换器的恒定导通时间控制模式(COT)提供了快速瞬态响应,并使环路更易稳定。MPQ2172单片降压开关变换器的故障保护包括逐周期限流保护和过温保护。MPQ2172 单片降压开关变换器的适用范围十分的广泛,包括汽车娱乐系统、仪表盘、通信设备和便携式仪表。 二、MPQ2172单片降压开关变换器详细介绍 在看过MPQ2172单片降压开关变换器的概要介绍,我们再从软启动/软停止、电源正常(PG)指示灯、电流限制、短路与恢复、选择输入电容器和启用等方面进行详细介绍。MPQ2172通过输入电压前馈使用恒定导通时间(COT)控制,以在整个输入范围内稳定开关频率。 MPQ2172在2.5V至5.5V输入电压下可实现高达2A的连续输出电流,并具有出色的负载和线路调节能力。 输出电压可以低至0.6V。 (一)软启动/软停止 MPQ2172单片降压开关变换器具有内置的软启动功能,可以以恒定的压摆率使输出电压斜升,从而避免了启动期间的过冲。通常,软启动时间约为1.3ms。 禁用时,MPQ2172降低内部基准电压,以使负载线性放电输出。 (二)电源正常(PG)指示灯 MPQ2172单片降压开关变换器的漏极开路,带有一个500kΩ的上拉电阻引脚,用于指示电源良好(PG)。 当FB在调节电压(0.6V)的±10%以内时,PG通过内部电阻上拉至VIN。 如果FB电压超出±10%的窗口范围,则PG将被内部MOSFET接地。 (三)电流限制 MPQ2172单片降压开关变换器的高端开关(HS-FET)的电流限制为4.5A。 当HS-FET达到其电流极限时,MPQ2172进入hiccup模式,直到电流下降为止,以防止电感器电流积聚并损坏组件。 (四)短路与恢复 当MPQ2172单片降压开关变换器达到电流限制时,它将进入短路保护(SCP)模式,并尝试从打ic模式的短路中恢复。 在SCP中,MPQ2172禁用输出功率级,使软启动电容器放电,然后执行软启动程序。如果在软启动结束后短路条件仍然存在,则MPQ2172重复此操作,直到消除短路为止,并且输出上升回到调节水平。 (五)选择输入电容器 降压转换器的输入电流是不连续的,因此需要一个电容器在保持直流输入电压的同时向降压转换器提供交流电流。 使用低ESR电容器可获得最佳性能。 强烈建议使用X5R或X7R电介质的陶瓷电容器,因为它们的ESR值低且温度系数小。 对于大多数应用,一个10pF的电容器就足够了。 对于更高的输出电压,请使用47μF电容器来提高系统稳定性。由于输入电容器吸收了输入开关电流,因此需要足够的纹波电流额定值。为简化起见,请选择RMS额定电流大于最大负载电流一半的输入电容器,该输入电容器可以是电解,钽或陶瓷。 当使用电解或钽电容器时,应在靠近IC的地方放置一个小的高质量陶瓷电容器(0.1μF)。 使用陶瓷电容器时,请确保它们具有足够的电容,以防止输入端出现过大的电压纹波。 (六)启用(EN) 当输入电压超过欠压锁定(UVLO)阈值(通常为2.2V)时,通过将使能引脚(EN)拉至1.2V以上来使能MPQ2172单片降压开关变换器。 悬空EN或将EN接地,以禁用MPQ2172。 从EN到地之间有一个内部1MΩ电阻。 以上便是小编此次带来的有关MPS MPQ2172单片降压开关变换器全部内容,十分感谢大家的耐心阅读,想要了解更多相关内容,或者更多精彩内容,请一定关注我们网站哦。

    时间:2021-02-06 关键词: 开关变换器 MPQ2172 MOSFET

  • 采用具有驱动器源极引脚的低电感表贴封装的SiC MOSFET

    采用具有驱动器源极引脚的低电感表贴封装的SiC MOSFET

    引言 人们普遍认为,SiC MOSFET可以实现非常快的开关速度,有助于显著降低电力电子领域功率转换过程中的能量损耗。然而,由于传统功率半导体封装的限制,在实际应用中并不总是能发挥SiC元器件的全部潜力。在本文中,我们首先讨论传统封装的一些局限性,然后介绍采用更好的封装形式所带来的好处。最后,展示对使用了图腾柱(Totem-Pole)拓扑的3.7kW单相PFC进行封装改进后获得的改善效果。 功率元器件传统封装形式带来的开关性能限制 TO-247N(图1)是应用最广泛的功率晶体管传统封装形式之一。如图1左侧所示,该器件的每个引脚都存在寄生电感分量。图1右侧是非常简单且典型的栅极驱动电路示例。从这些图中可以看出,漏极引脚和源极引脚的电感分量会被加到主电流开关电路中,这些电感会导致器件在关断时产生过电压,因此要想确保过电压的数值满足漏极-源极间技术规格的要求,就需要限制器件的开关速度。 图1:功率元器件的传统封装及其寄生电感 栅极引脚和源极引脚的寄生电感是栅极驱动电路中的一部分,因此在驱动MOSFET时需要考虑这部分电感。此外,这部分电感还可能会与栅极驱动电路中的寄生电容之间发生振荡。当MOSFET导通时,ID增加,并且在源极引脚的电感(Ls)中产生电动势(VLS)。而栅极引脚中则流入电流(IG),并且因栅极电阻(RG)而发生电压降。由于这些电压包含在栅极驱动电路中,因此它们会使MOSFET导通所需的栅极电压降低,从而导致导通速度变慢,见图2。 图2:LS导致芯片中的VGS降低(导通时) 解决这种问题的方法之一是采用具备“驱动器源极”引脚的功率元器件封装。通过配备将源极引脚和栅极驱动环路分开的驱动器源极引脚,可以消除导通时的源极电感(LS)对栅极电压的影响,因此不会因电压降而降低导通速度,从而可以大大减少导通损耗。 TO-263-7L带来的开关性能改善 除了TO-247-4L封装外,罗姆还开发出采用TO-263-7L表贴封装,使分立SiC MOSFET产品阵容更加丰富。采用TO-263-7L封装可以实现SiC MOSFET源极引脚的开尔文连接,这种封装的优点如图3所示。从图中可以看出,栅极驱动相关的部分和主电流路径不再共享主源极侧的电感LS。因此,可以使器件的导通速度更快,损耗更小。 图3:TO-263-7L表贴封装及其寄生电感 采用TO-263-7L封装的另一个优点是漏极引脚和源极引脚的电感比TO-247N封装小得多。由于漏极引脚的接合面积大,另外源极引脚可以由多根短引线并联连接组成,因此可以降低封装的电感(LD或LS)。为了量化新封装形式带来的元器件性能改进程度,我们比较了采用两种不同封装的相同SiC MOSFET芯片的导通和关断时的开关动作(图4)。 图4:1200V/40mΩ SiC MOSFET的开关动作比较 (TO-247N:SCT3040KL、TO-263-7L:SCT3040KW7、VDS=800V) 导通时的开关瞬态曲线表明,采用三引脚封装(TO-247N)的“SCT3040KL”的开关速度受到限制,其中一个原因是源极引脚的电动势使有效栅极电压降低,导致电流变化时间变长,从而造成导通损耗增加。而对于采用具备驱动器源极的表贴封装(TO-263-7L)的“SCT3040KW7”来说,电流变化时间则变得非常短,因此可以减少导通损耗。另外,由于寄生电感减少,因此采用TO-263-7L封装的SiC MOSFET在关断时的dI/dt要高得多,因此关断损耗也小于TO-247N封装。 下图展示了两种封装实现的开关损耗与开关电流之间的关系。显然,TO-263-7L封装器件导通速度的提高有助于降低开关损耗,尤其是在大电流区域效果更加明显。 图5:采用TO-247N封装和TO-263-7L封装的1200V/40mΩ SiC MOSFET的开关损耗比较 【栅极驱动电路:使用了米勒钳位(MC)和浪涌钳位用的肖特基势垒二极管(SBD)】 如上述比较数据所示,具有可以连接至栅极驱动环路的驱动器源极引脚,并可以减小寄生电感的封装,器件性能得以发挥,特别是在大电流区域中发挥得更好。所以,在相同的开关频率下器件总损耗更小;另外,如果降低损耗不是主要目标,则还可以增加器件的开关频率。 新表贴封装产品的阵容 除了上文提到的1200V/40mΩ产品之外,罗姆产品阵容中还包括额定电压分别为650V和1200V 的TO-263-7L 封装SiC MOSFET产品(表1)。另外,符合汽车电子产品可靠性标准的车载级产品也在计划中。 表1: TO-263-7L封装的沟槽SiC MOSFET产品阵容 表贴封装SiC MOSFET在车载充电器(OBC)中的适用性 本文将以一个3.7kW单相PFC的电路为应用案例来说明表贴封装SiC MOSFET能够实现的性能。这种功率级单相PFC可用作单相3.7kW车载充电器的输入级,或用作11kW车载充电系统的构件。在后一种情况下,将三个单相PFC通过开关矩阵相组合,可以实现单相驱动或最大11kW的三相驱动。该应用案例框图参见图6。 图6:多个3.7kW PFC组成的11kW OBC框图 图7中包括几种可应用的PFC电路拓扑结构。传统升压PFC的输入端存在二极管整流电路,因此其效率提升受到限制。两相无桥PFC以及图腾柱PFC可以削减二极管整流电路,从而可以降低总传导损耗。但是需要注意的是,两相无桥PFC虽然可实现高效率,却存在每个桥臂仅在一半输入周期内使用的缺点,因此每个器件的峰值电流与电流有效值之比(即所谓的“波峰因数”)增高,使功率半导体上的功率循环压力很大。 图7:单相PFC的概念图 图腾柱PFC有两种不同的类型。最简单的类型仅包含两个MOSFET和两个二极管。由于二极管在低频下开关,因此选择具有低正向压降的器件。另一方面,由于MOSFET中的体二极管用于换流,因此选择体二极管特性出色的器件是非常重要的。此外,新型宽带隙半导体(比如SiC MOSFET)具有支持硬开关的体二极管,因此非常适用于这类应用。最后,如果希望尽可能获得更出色的性能,那么可以用有源开关(比如SJ MOSFET)来替代低频开关二极管,以进一步降低损耗。 为了展示利用图腾柱PFC可以实现的几种性能,我们实施了仿真。在仿真中,我们对采用TO-263-7L 封装的650V/60mΩ SiC MOSFET 的开关损耗测量值进行了验证。假设开关频率为100 kHz,我们对高频侧桥臂和低频侧桥臂的半导体损耗都进行了建模。对于低频桥臂,由于开关损耗的影响极小,因此仅考虑了60mΩ产品的导通损耗。 仿真结果如图8所示。从图中可以看出,最大效率为98.7%,出现在60%的标称输出功率附近。该阶段的其他损耗没有建模。当然,为了进行全面分析,不仅需要考虑控制电路和栅极驱动电路,还需要考虑电感和其他无源元件的损耗。然而,很明显,在使用了650V SiC MOSFET的图腾柱PFC中,可以实现高性能的PFC电路。 图8:仅考虑半导体损耗的图腾柱PFC的估算效率 (Vin = 230V,Vout = 400V,fSW = 100 kHz,高频侧桥臂:SCT3060AW7,低频侧桥臂:60mΩ产品) 结语 在本文中,我们确认了SiC MOSFET采用具备驱动器源极引脚的低电感表贴封装所带来的性能优势。研究结果表明,尤其是在大电流条件下,由于栅极环路不受dI/dt以及源极引脚电感导致的电压降的影响,因此采用表贴封装的产品导通损耗大大降低。封装电感的总体减小还使得SiC MOSFET的关断速度加快。这两个优点显著降低了器件导通和关断时的开关损耗。在系统方面,我们已经看到,图腾柱PFC中采用RDS(ON)为60mΩ的650V SiC MOSFET时的转换效率超过98%,这将有利于实现非常紧凑的设计,因此可以说,这对于车载充电器等车载应用开发来说是非常重要的关键点。

    时间:2021-01-26 关键词: 驱动器 封装 MOSFET

  • 宽禁带生态系统:碳化硅功率MOSFET模型的部分特性

    宽禁带材料实现了较当前硅基技术的飞跃。它们的大带隙导致较高的介电击穿,从而降低了导通电阻(RSP)。更高的电子饱和速度支持高频设计和工作,降低的漏电流和更好的导热性有助于高温下的工作。 安森美半导体提供围绕宽禁带方案的独一无二的生态系统,包含从旨在提高强固性和速度的碳化硅(SiC)二极管、SiCMOSFET到SiCMOSFET的高端IC门极驱动器。除了硬件以外,我们还提供spice物理模型,帮助设计人员在仿真中实现其应用性能,缩短昂贵的测试周期。 我们的预测性离散建模可以进行系统级仿真,其中可以针对系统级性能指标(例如效率)进行优化,而不局限于优化元器件级性能指标,例如RDS(on)。此外,设计人员可以放心地模拟数据表中未涵盖的工作条件,例如开关应用的变化温度、总线电压、负载电流和输入门极电阻。 为满足这些需求,模型必须是基于物理规律的、直观的、可预测的,最重要的是精确的。 在IC行业中,追溯到几十年前,采用SPICE模型的支持CAD设计的环境对于IC设计人员准确预测电路性能至关重要。通过首次正确设计缩短生产周期。迄今为止,由于缺乏可靠的SPICE模型,电力电子CAD环境远远落后于IC行业。电力电子器件模型基于简单的子电路和复杂的非物理行为模型。仿真最终不可靠。 图1 简单的子电路过于基础简单,不足以充分利用所有器件性能。在图1中,我们显示了一个CRSS图,将典型的简单模型(蓝色)与更先进的物理模型(绿色)和测量数据(红色)进行了比较。显然,您可以看到简单模型无法捕获非线性电容效应,最终导致不准确的动态开关仿真。 众所周知,更准确、更复杂的行为模型会导致收敛问题。此外,此类模型通常以专有的仿真器行为语言(例如MAST™)编写,因此无法跨多个仿真器平台。 通常,电力电子模型既不是基于工艺技术和布局的,也不具有芯片平面布局的可扩展性。 我们以物理可扩展模型开发了一个适用于整个技术平台的模型。这就是说,它不是包含经验拟合参数的单个模型的库,最终曲线适合所有产品。只需输入给定产品的芯片平面布局参数,通过芯片扩展,我们就可以使技术迅速发展。 在下一级水平,模型中基于物理学的工艺依赖性使我们能够预测新的虚拟技术变化带来的影响。显然,早期设计有助于从应用角度带动技术要求,并加快产品上市时间。一方面,工艺和器件设计工程师使用限定的元器件仿真,也称为TCAD。另一方面,应用和系统级设计人员使用基于SPICE的仿真环境。基于工艺参数的spice模型有助于这两方面的融合。 现在,我们介绍一下碳化硅功率MOSFET模型的部分特性。 图2 图3 图2显示了典型的碳化硅MOSFET横截面,图3显示了子电路模型的简化版本。 现在介绍该模型的一些元素。首先,我们谈谈关键通道区域。在这里,我们使用著名的伯克利BSIM3v3模型。我们都尽可能地不做重复工作。在这种情况下,我们尝试建模MOSFET通道,该通道非常适合用BSIM模型进行。该模型是基于物理的,通过亚阈值、弱反演和强反演来准确捕获转换。此外,它具有出色的速度和收敛性,可以广泛用于多个仿真平台。 接下来,我们需要覆盖由EPI区域的多晶硅重叠形成的门极至漏极临界电容CGD。该电容本质上是高度非线性的金属氧化物半导体(MOS)电容器。该电容器的耗尽区由掺杂剖面、P阱dpw之间的距离以及外延层的厚度等工艺参数复杂的依赖性控制。SPICE行为方法实施一种基于物理的模型,并将所有这些影响考虑进去。 图4 如图4所示,从横截面开始,我们想介绍芯片平面图可扩展性背后的一些概念和结构。灰色区域是有源区。蓝色无源区与裸芯边缘(dieedges)、门极焊盘和门极通道(gaterunners)相关。基于物理几何的衍生确定了无源区和有源区之间的分布,这是实现可扩展性所需的。我们非常关注在有源和无源区之间的边界区域中形成的寄生电容。一旦开始忽略布局中的寄生电容,你什么时候才会停止这种错误呢?所有被忽略的电容最终累积起来成为一个麻烦。在这种情况下,就无法实现扩展。而我们的理念是不忽略任何电容器。 碳化硅MOSFET支持非常快的dV/dt,大约每纳秒50至100伏,而dI/dts大约每纳秒3至6安培。器件固有的门极电阻很重要,可以用来抗电磁干扰(EMI)。图4右边的设计具有较少的门极通道,因此RG较高,很好地限制了振铃。图4左边的设计有许多门极通道,因此RG较低。左边的设计适用于快速开关,但每个区域的RDSon也较高,因为门极通道会在有源区侵蚀掉。 图5 现在,我们要谈谈模型验证。我们首先在左侧的图5中显示输出电流-电压特性。该模型准确预测整个偏置范围,包括高门极处的漂移区和漏极偏差。右图中的精确导通仿真突出了模型的连续性,这对于强固的收敛性能很重要。除了线性以外,我们经常查看对数刻度,以发现隐藏的不准确和不连 图6 在图6中,我们显示了在宽温度范围内的当前电压、RDSon和阈值电压的结果。SiCMOSFET器件具有稳定的温度性能,因此非常有吸引力。宽温度范围内的高精度建模使设计人员可以充分利用这种特性。 图7 前面我们介绍了对复杂器件电容的物理建模。图7显示了结果。在左侧,CRSS(或CGD)仿真跟踪数据在2个数量级以上的多次变化,仅在对数刻度上可见。 图8 开关结果具有精确建模的固有电容和器件布局寄生效应,如图8所示,无需额外调整模型。这种水平的保真度使应用设计人员有信心精确地仿真器件电路的相互影响,例如dV/dt、dI/dt、开关损耗和EMI。门极驱动器和电源环路的相互作用可以被更进一步地研究和优化。 对我们来说,满足客户各种不同的仿真平台要求非常重要。因此,SPICE方法至关重要。SPICE不局限于某个专用平台或系统,我们仅使用行业标准仿真软件中的最小公分母结构,从而避免依赖于仿真器的专有方案。 免责声明:本文内容由21ic获得授权后发布,版权归原作者所有,本平台仅提供信息存储服务。文章仅代表作者个人观点,不代表本平台立场,如有问题,请联系我们,谢谢!

    时间:2021-01-21 关键词: 碳化硅 宽禁带 MOSFET

  • Vishay推出具备优异导通性能且经过AEC-Q101认证的100 V 汽车级P沟道MOSFET

    Vishay推出具备优异导通性能且经过AEC-Q101认证的100 V 汽车级P沟道MOSFET

    宾夕法尼亚、MALVERN — 2021年1月11日 — 日前,Vishay Intertechnology, Inc.宣布,推出新款通过AEC-Q101认证的100 V p沟道TrenchFET® MOSFET---SQJ211ELP,用以提高汽车应用功率密度和能效。Vishay Siliconix SQJ211ELP不仅是业内首款鸥翼引线结构5 mm x 6 mm 紧凑型PowerPAK® SO-8L封装器件,而且10 V条件下其导通电阻仅为30 mW,达到业内优异水平。 日前发布的新款汽车级MOSFET与最接近的DPAK和D2PAK封装竞品器件相比,导通电阻分别降低26 %和46 %,占位面积分别减小50 %和76 %。SQJ211ELP低导通电阻有助于降低导通功耗,从而节省能源,10 V条件下优异的栅极电荷仅为45 nC,减少栅极驱动损耗。 这款新型MOSFET可在+175°C高温下工作,满足反向极性保护、电池管理、高边负载开关和LED照明等汽车应用牢固性和可靠性要求。此外,SQJ211ELP鸥翼引线结构还有助于提高自动光学检测(AOI)功能,消除机械应力,提高板级可靠性。 器件100 V额定值满足12 V、24 V和48 V系统多种常用输入电压轨所需安全裕度。此外,作为p沟道MOSFET,SQJ211ELP可简化栅极驱动设计,无需配置n沟道器件所需电荷泵。 MOSFET采用无铅(Pb)封装、无卤素、符合RoHS标准,经过100 % Rg和UIS测试。 SQJ211ELP现可提供样品并已实现量产,供货周期为14周。

    时间:2021-01-11 关键词: AEC-Q101 Vishay MOSFET

  • ROHM开发出实现超低导通电阻的第五代Pch MOSFET

    ROHM开发出实现超低导通电阻的第五代Pch MOSFET

    全球知名半导体制造商ROHM(总部位于日本京都市)推出非常适用于FA和机器人等工业设备以及空调等消费电子产品的共计24款Pch MOSFET*1/*2产品,其中包括支持24V输入电压的-40V和-60V耐压单极型“RQxxxxxAT / RDxxxxxAT / RSxxxxxAT / RFxxxxxAT系列”和双极型“UTxxx5 / QHxxx5 / SHxxx5系列”。 本系列产品作为ROHM拥有丰硕市场业绩的Pch MOSFET产品,采用了第五代新微米工艺,实现了业界超低的单位面积导通电阻*3。-40V耐压产品的导通电阻较以往产品降低62%、-60V耐压产的导通电阻较以往产品降低52%,有助于实现设备的节能性和小型化。 此外,通过优化元件结构并采用有利于改善电场集中问题的新设计,进一步提高了产品品质,并使普遍认为相互矛盾的产品可靠性和低导通电阻两者同时得到兼顾,从而有助于追求高品质的工业设备长期稳定运行。 本系列产品已于2020年8月份开始暂以月产100万个的规模投入量产(样品价格 200日元/个,不含税),产品可通过AMEYA360、SEKORM、Right IC、ONEYAC网售平台购买。前期工序的生产基地为ROHM Co., Ltd.(日本滋贺工厂),后期工序的生产基地为ROHM Integrated Systems (Thailand) Co., Ltd.(泰国)。 未来,ROHM将持续扩充封装阵容,以支持更广泛的应用。同时,还计划推进车载级产品的开发。除此以外,随着人们利用网络的“云端”工作模式和生活模式的快速发展,需要进一步丰富适用于需求日益扩大的数据中心服务器以及5G基站的产品阵容。ROHM在此次推出的第五代Pch MOSFET基础上,还将持续推进更高效率的Nch MOSFET*2开发工作,为减少应用产品的设计工时并提高可靠性和效率做出贡献。 近年来,在工业设备和消费电子设备等领域,采用高输入电压的电源电路来实现高级控制的客户越来越多,对于MOSFET产品,除了低导通电阻的要求之外,也表现出对高耐压性能与日俱增的需求。 MOSFET产品分为Nch与Pch两种,而高效率的Nch应用更为普遍,但在高边使用Nch MOSFET时,需要栅极电压高于输入电压,因此就存在电路结构变得更复杂的问题。而使用Pch MOSFET则可以用低于输入电压的栅极电压进行驱动,因此可简化电路结构,同时还有助于减轻设计负担。 在这种背景下,ROHM采用第五代微米工艺,成功开发出可支持24V输入、-40V/-60V耐压的低导通电阻Pch MOSFET。 <新产品特点> 1.实现业界超低导通电阻 新产品采用ROHM第五代微米工艺技术,使栅极沟槽结构*4较ROHM以往产品更为细致精密,并提高了电流密度,从而在支持24V输入的-40V/-60V耐压Pch MOSFET领域中,实现了极为出色的单位面积低导通电阻。-40V耐压产品的导通电阻较以往产品降低62%,-60V耐压产品的导通电阻较以往产品降低52%,非常有助于应用设备的节能性与小型化。 2.采用新设计,品质显著提升 新产品充分运用了迄今为止积累的可靠性相关的技术经验和诀窍,优化了元件结构,同时采用新设计,改善了最容易产生电场集中问题的栅极沟槽部分的电场分布,实现了品质的大幅度提升。在不牺牲导通电阻的前提下,又成功提高了原本与之存在此起彼消关系的可靠性,从而可改善在高温偏压状态下的元件特性劣化问题,有助于追求更高品质的工业设备实现长期稳定运行。 3.丰富的产品阵容,有助于减少众多应用产品的设计工时并提高可靠性 此次推出的新产品包括-40V和-60V耐压的共24款产品,适用于FA设备、机器人以及空调设备等应用。未来将继续扩展更丰富的封装阵容,以支持工业设备领域之外的更广泛应用,同时还计划开发车载级产品。此外,采用新结构的新一代工艺不仅应用在Pch MOSFET产品上,还会应用在Nch MOSFET产品上并扩大其产品阵容,为更多的应用产品减少设计工时和提高可靠性贡献力量。 <产品阵容> <应用示例> ■FA设备、机器人、空调设备等工业设备用风扇电机和电源管理开关 ■大型消费电子设备用风扇电机和电源管理开关 <术语解说> *1) MOSFET(Metal-Oxide-Semiconductor Field Effect Transistorの略) 金属-氧化物-半导体场效应晶体管,是FET中最常用的结构。用作开关元件。 *2) Pch MOSFET / Nch MOSFET Pch MOSFET:通过向栅极施加相对于源极为负的电压而导通的MOSFET。可用比低于输入电压低的电压驱动,因此电路结构较为简单。 Nch MOSFET:通过向栅极施加相对于源极为正的电压而导通的MOSFET。相比Pch MOSFET,漏源间的导通电阻更小,因此可减少常规损耗。 *3) 导通电阻 使MOSFET启动(ON)时漏极与源极之间的电阻值。该值越小,则运行时的损耗(电力损耗)越少。 *4) 沟槽结构 沟槽(Trench)意为凹槽。是在芯片表面形成凹槽,并在其侧壁形成MOSFET栅极的结构。不存在平面型MOSFET在结构上存在的JFET电阻,比平面结构更容易实现微细化。

    时间:2020-12-24 关键词: 机器人 ROHM MOSFET

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