MOSFET di potenza automobilistico da 40 V per sistemi ad alta densità

Toshiba ha lanciato l'XPJ1R504PB, un MOSFET di potenza a canale N da 40 V di grado automobilistico, progettato per il montaggio ad alta densità nei sistemi per veicoli a 12 V. Questo hardware a semiconduttore mira a una gestione affidabile dell'alimentazione in inverter automobilistici, relè a stato solido e azionamenti a frequenza variabile.

Architettura del package e gestione termica
Con la crescente elettrificazione delle piattaforme automobilistiche, componenti come gli azionamenti a frequenza variabile e i driver per motori richiedono una gestione termica ottimizzata e basse perdite di potenza. Il nuovo MOSFET introdotto utilizza uno speciale package a montaggio superficiale progettato per facilitare un'integrazione compatta e ad alta densità sulla scheda, mantenendo al contempo elevate capacità di dissipazione del calore. Utilizzando una spessa struttura in rame, il package riduce l'impedenza termica transitoria tra il canale e l'involucro a 0,76 °C/W. Questa caratteristica termica diminuisce le perdite di conduzione e limita la generazione complessiva di calore, migliorando strutturalmente l'efficienza del sistema di alimentazione automobilistico.

Affidabilità meccanica e resistenza elettrica
L'elettronica automobilistica opera in intervalli di temperatura ampi e fluttuanti, rendendo critica l'integrità meccanica dei giunti di saldatura dei circuiti stampati. Per affrontare questo problema, l'hardware è dotato di pin ad ala di gabbiano (gull-wing) che assorbono le sollecitazioni di montaggio, migliorando così l'affidabilità a lungo termine delle connessioni saldate sottoposte a cicli termici. Inoltre, il componente incorpora una struttura interna senza pin che integra il collegamento dell'elettrodo di source direttamente con i conduttori esterni del chip.

Questa scelta architettonica riduce al minimo la resistenza parassita, consentendo al dispositivo di raggiungere una resistenza in stato di conduzione massima di 1,54 mΩ con una tensione gate-source di 10 V. Inoltre, una struttura multi-pin per i conduttori di source ottimizza la distribuzione della corrente, consentendo al sistema di gestire in modo affidabile carichi fino a 120 A in applicazioni gravose.

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

Nel mercato dei semiconduttori di potenza per il settore automobilistico, i MOSFET a canale N da 40 V vengono valutati principalmente in base alla resistenza in stato di conduzione, all'impedenza termica e all'affidabilità meccanica del package sottoposto a severi cicli termici. Il package S-TOGL di Toshiba compete direttamente con i package ad ala di gabbiano come la serie LFPAK di Nexperia e con i package senza reofori (leadless) come l'architettura sTOLL (Small TO-Leadless) di Infineon. Mentre i tradizionali package senza reofori offrono una bassa induttanza e un'elevata densità di corrente, l'inclusione dei pin ad ala di gabbiano nelle architetture S-TOGL e LFPAK garantisce un assorbimento superiore delle sollecitazioni meccaniche causate dai diversi coefficienti di espansione termica tra il circuito stampato e il componente. Con una resistenza in stato di conduzione di 1,54 mΩ e una corrente nominale di 120 A, l'XPJ1R504PB si posiziona in modo competitivo nel segmento di potenza medio-alta delle applicazioni automobilistiche a 12 V, bilanciando la riduzione dell'ingombro con i severi requisiti di affidabilità a livello di scheda.

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

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