浮思特 | MOSFET技术发展掀起汽车电力电子行业的新潮流
随着汽车系统日益先进,对能够在更小、更高效设计中提供更高性能的组件的需求也在不断增加。电动机和先进驾驶辅助系统(ADAS)等应用需要可靠的电源管理解决方案,以减少热量和功率损失。
半导体技术的进步,特别是MOSFET的进展,是满足汽车电力电子行业不断演变需求的核心要素。行业内已经取得了多项突破,使得MOSFET在功率密度、效率和成本上都有所提升。
Nexperia的小型封装中的热效率
Nexperia近期推出了汽车级的小信号MOSFET,封装形式为DFN1110D-3(1.1 mm x 1 mm)和DFN1412-6(1.4 mm x 1.2 mm)。
推动这项发明的挑战在于需要在高密度汽车电路中开发更小、更高效的MOSFET,这些电路的空间和散热至关重要。为此,DFN封装显著降低了热阻,最高可比传统的SOT23封装低50%,同时尺寸缩小了80%。此外,DFN1110D-3封装还采用了可侧边湿润的边缘,提升了自动光学检测的可靠性,并降低了组装成本。
这些MOSFET属于Nexperia的Q产品系列,符合AEC-Q101标准,并且提供超过10年的保证使用寿命。目前,DFN1110D-3中有超过100款产品,DFN1412-6中有43款,Nexperia声称在这些封装格式中拥有行业最大的产品组合。
Magnachip的现代汽车电机MOSFET
Magnachip半导体公司推出了四款为汽车应用优化的40 V MXT MV MOSFET。
这些MOSFET采用Power Dual Flat No-Lead(PDFN)33封装,与标准的PDFN56封装相比,面积减少超过60%,重量约减少75%。据Magnachip称,这种小型化设计实现了更好的空间利用率,并提升了燃油效率。
除了极低的导通电阻(低至3.8毫欧),这些MOSFET的一个显著特点是其低栅压阈值电压为1.8 V。这样的低阈值和导通电阻组合意味着通过减少导通损耗来降低能耗,并能够在开关状态之间高效切换。
该系列的旗舰型号包括AMDV040N029LVRH,这是一款具有40 V工作电压、2.9 mΩ导通电阻和80 A持续电流的解决方案。
英飞凌的工业用最新MOSFET
英飞凌科技公司扩展了其StrongIRFET 2电源MOSFET产品组合,推出了30 V系列。
这些MOSFET旨在应对需要高效率和强韧性的工业开关电源、电机驱动、电池供电系统和不间断电源等大众市场应用,与之前的StrongIRFET系列相比,它们在RDS(on)方面提高了40%,在栅极电荷(Qg)方面减少了60%。30 V StrongIRFET现已推出TO-220封装,预计到2024年底还将推出DPAK、D²PAK、PQFN和SuperSO8等其他封装选项。
ROHM的低导通电阻MOSFET
最后,ROHM推出了一系列具有更高安装可靠性的N沟道MOSFET,专为汽车应用设计。
这些FET包括:RF9x120BKFRA/RQ3xxx0BxFRA/RD3x0xxBKHRB,共有10款型号可供选择。它们的工作电压为40 V、60 V和100 V,采用了分隔栅结构,将FET的栅极划分为多个部分,以更精确地控制电流流过设备。其结果是提高了可靠性和操作速度。
这一系列产品均符合AEC-Q101可靠性标准,提供三种封装类型:紧凑型DFN2020Y7LSAA(2.0 mm × 2.0 mm)和HSMT8AG(3.3 mm × 3.3 mm),适合ADAS等空间受限的系统,以及更大尺寸的TO-252(6.6 mm × 10.0 mm),适用于高功率汽车应用。
DFN3333(3.3 mm × 3.3 mm)和HPLF5060(5.0 mm × 6.0 mm)封装的量产预计将于2024年10月启动,80 V型号将在2025年推出,未来将会包含P沟道MOSFET。
未来的影响
MOSFET技术的不断完善,标志着电力电子将如何演变以满足下一代车辆的需求。随着汽车系统日益互联和电力需求增加,工程师将越来越依赖更小、更高效的解决方案,以在不妥协空间或热管理的情况下保持性能。这些发展希望解决当前的挑战,并为支持未来全自动和电动汽车的更复杂的电源管理技术铺平道路。
浮思特科技深耕功率器件领域,为客户提供IGBT、IPM模块等功率器件以及单片机(MCU)、触摸芯片,是一家拥有核心技术的电子元器件供应商和解决方案商。
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