MOSFET di potenza a canale N da 80 V per la gestione digitale dell'energia

Toshiba ha lanciato il TPM1R408RH, un MOSFET di potenza a canale N da 80 volt progettato per migliorare l'efficienza degli alimentatori a commutazione industriali. Questo componente soddisfa le esigenze termiche ed energetiche dell'infrastruttura digitale, puntando specificamente ai sistemi di distribuzione ad alta corrente.

Applicazione nell'infrastruttura energetica digitale
La rapida espansione dell'elaborazione ad alta densità richiede alimentatori a commutazione (SMPS) altamente efficienti per gestire i crescenti carichi elettrici. L'implementazione di questa avanzata tecnologia a semiconduttore mira alla distribuzione dell'energia nei data center e nelle stazioni radio base per le comunicazioni. In questi ambienti a funzionamento continuo, la conversione e la distribuzione dell'energia con una dissipazione termica minima sono fondamentali per mantenere la stabilità dei processi, ridurre i requisiti di raffreddamento e abbassare i costi operativi complessivi all'interno della più ampia infrastruttura di gestione dell'energia.

Riduzione al minimo delle perdite di conduzione e commutazione
Il transistor utilizza il processo di produzione trench U-MOS11-H per bilanciare il compromesso strutturale tra la resistenza in conduzione e la carica totale di gate. Funzionando con una tensione gate-source di 10 volt e una corrente di drain di 50 ampere, il componente raggiunge una resistenza in conduzione massima di 1,4 mΩ. Ciò rappresenta una riduzione della resistenza del 26 percento rispetto al processo U-MOS XH di generazione precedente.

Inoltre, il dispositivo mantiene una carica totale di gate di 80 nC, producendo una figura di merito di 112 mΩ·nC. Questo miglioramento del 45 percento nella figura di merito si traduce direttamente in minori perdite di commutazione e nella mitigazione dei picchi di tensione tra drain e source. Il controllo di questi transitori di tensione contribuisce a ridurre le interferenze elettromagnetiche (EMI) durante le operazioni di commutazione ad alta velocità richieste dai moderni alimentatori industriali.

Architettura strutturale e gestione termica
Progettato per applicazioni industriali ad alta corrente, il MOSFET supporta una tensione drain-source di 80 V e una corrente di drain massima di 288 A a una temperatura del contenitore di 25 °C. Il silicio è alloggiato in un pacchetto compatto a montaggio superficiale SOP Advance(E) che misura 4,9 per 6,1 millimetri. Rispetto al precedente standard di confezionamento SOP Advance(N), questo design strutturale riduce la resistenza del pacchetto del 65 percento e la resistenza termica del 15 percento. Questi miglioramenti fisici consentono agli ingegneri progettisti di potenza di mantenere densità di corrente elevate senza ampliare l'ingombro fisico del circuito stampato.

Contesto aggiuntivo
Questa sezione descrive in dettaglio le specifiche tecniche e il benchmarking competitivo non inclusi nel comunicato stampa originale.

Il mercato dei MOSFET di potenza a canale N da 80 volt è altamente competitivo, spinto dai rigorosi standard di efficienza degli alimentatori per server e delle apparecchiature di telecomunicazione. Un punto di riferimento standard in questa classe è la serie Infineon OptiMOS 5 da 80 volt, come il BSC014N08NS5, che funziona anch'esso in un ingombro standard SuperSO8 di 5 per 6 millimetri. Il componente Infineon raggiunge una resistenza in conduzione massima di 1,4 mΩ, allineandosi strettamente alla linea di base di 1,4 mΩ del dispositivo Toshiba U-MOS11-H.

Tuttavia, le differenze nella progettazione interna del trench determinano il modo in cui questi componenti gestiscono la carica di gate e la velocità di commutazione. Sebbene entrambi i componenti servano la stessa classe di tensione, la riduzione della resistenza termica del pacchetto del 15 percento nel design Toshiba SOP Advance(E) consente al componente di competere direttamente con i pacchetti a doppio raffreddamento o con raffreddamento superiore utilizzati da concorrenti come onsemi e Texas Instruments per la conversione di potenza ad alta densità. Il confronto delle metriche della figura di merito rimane il metodo oggettivo principale per gli ingegneri che determinano il componente più efficiente per una specifica topologia di commutazione dolce o dura.

Edito da Aishwarya Mambet, redattrice di Induportals, con il supporto dell’IA.

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