Robuste AEC-Q101 MOSFETs von Nexperia mit garantierter periodischer Avalanche-Festigkeit bis eine Milliarde Zyklen

December 09, 2020

Nijmegen -- Dual-MOSFET-Bauelemente vereinfachen automobile Magnetsteuerkreise durch weniger Platzbedarf, geringere Bauteilezahl und mehr Zuverlässigkeit.

Nexperia, der Experte für Halbleiterbauelemente, hat heute speziell für den Bereich Antriebsstrang ein neues und AEC-Q101-qualifiziertes Portfolio mit Application Specific FETs (ASFETs) auf den Markt gebracht, das durch sein periodisches Avalanche-Verhalten überzeugt. Die Technologie ist auf eine Milliarde Avalanche-Durchbrüche getestet worden und kann für die Steuerung induktiver Lasten im Fahrzeug, wie zum Beispiel Magnetschalter und Aktuatoren, eingesetzt werden. Zusätzlich zur (bis zu 4-fach) kürzeren Abschaltzeit können Schaltungen durch die reduzierte Bauteilezahl vereinfacht werden.

MOSFET-basierte Stromversorgungen für die Ansteuerung von Magneten und Aktuatoren in Fahrzeugantriebssträngen werden typischerweise über Topologien auf Basis von Verstärkern, Freilaufdioden oder aktiver Klemmung realisiert. Als vierte Möglichkeit gibt es den periodischen Avalanche-Betrieb, bei dem die Energie der induktiven Last abgeleitet wird, indem die Fähigkeit des MOSFETs genutzt wird, den beim Abschalten induktiver Lasten entstehenden Strom abzuleiten. Bei mit Alternativen mit aktiver Klemmung vergleichbaren Eigenschaften machen solche Designs Dioden und andere Bauteile überflüssig und reduzieren so die Anzahl der Komponenten und die Komplexität der Schaltung auf ein Minimum. Darüber hinaus können die Abschaltzeiten verkürzt werden – ein Faktor, der sich positiv auf die Zuverlässigkeit von elektromechanischen Bauelementen, wie zum Beispiel Magnetschalter und Relais, auswirkt. Bis heute war dies ausschließlich mithilfe überholter Planartechnologie möglich. Die im periodischen Avalanche-Durchbruch betreibbaren ASFETs der Nexperia-Produktreihe sind speziell im Hinblick auf dieses Problem entwickelt worden und garantieren einen bis auf eine Milliarde Zyklen getesteten Betrieb im periodischen Lawinendurchbruch. Darüber hinaus können sie im Vergleich zu Verstärkertopologien durch die mögliche Reduzierung von bis zu 15 Leiterplattenkomponenten bis zu 30 % der benötigten Montagefläche einsparen.

Die neuen und bis 175 °C AEC-Q101-konformen MOSFETs sind als 40-V- und 60-V-Ausführung mit typischen RDS(ON)-Werten von 12,5 mΩ bis 55 mΩ erhältlich. Alle Bauteile werden im platzsparenden LFPAK56D-Package (Dual Power-SO8) in der Kupferclip-Technologie des Unternehmens geliefert. Das äußerst robuste Gehäuse mit Gullwing-Anschlussbeinchen überzeugt durch erhöhte Zuverlässigkeit auf Platinenebene und verbesserte Verarbeitbarkeit, zum Beispiel im Hinblick auf die automatisierte optische Inspektion (AOI).

Nexperias Produktmanager Richard Ogden erläutert: „Bisher mussten Ingenieure bei der Implementierung ‚avalanche-fester‘ Topologien auf Bauelemente in älterer planarer Halbleitertechnologie zurückgreifen. Das Angebot von automobilgeeigneten Bauteilen mit garantierter Avalanche-Festigkeit baut auf höherperformante Siliziumstrukturen auf und wird die Anzahl von Antriebssträngen erhöhen, die von dieser periodischen Avalanche-Festigkeit profitieren können.“

Nexperia hat seine ASFET-Familie (Application Specific FET) im Verlauf des Jahres 2020 als Antwort auf die Anforderung der Branche nach mehr Performance auf den Markt gebracht. ASFETs überzeugen durch einen Satz an MOSFET-Parametern, die für eine bestimmte Anwendung optimiert worden sind. Durch die Ausrichtung auf nur eine Anwendung lassen sich bedeutende Verbesserungen erreichen. Weitere erhältliche ASFET-Familien sind speziell für die Bereiche Hot-Swap, Power over Ethernet (PoE), Batterieschutz und Motorsteuerung optimiert. Weiterführende Einzelheiten finden Sie auf www.nexperia.com/asfets.

 

Über Nexperia

Nexperia ist ein führender Experte auf dem Gebiet der Serienproduktion von Halbleiterbauelementen, die weltweit in jeder Elektronik benötigt werden. Zum umfassenden Portfolio des Unternehmens gehören Dioden, Bipolar-Transistoren, ESD-Schutzbausteine, MOSFETs, GaN-FETs sowie Analog- und Logik-ICs. Das im niederländischen Nijmegen ansässige Unternehmen Nexperia liefert mehr als 90 Milliarden Produkte im Jahr aus, die die strengen Anforderungen der Automobilindustrie erfüllen. Diese Produkte setzen bei Prozess, Größe, Leistung und Eigenschaften immer wieder neue Maßstäbe – und das bei branchenführend kompakten Packages mit geringem Energie- und Platzbedarf. Mit jahrzehntelanger Erfahrung als Zulieferer weltweit führender Unternehmen beschäftigt Nexperia über 12.000 Mitarbeiter in Asien, Europa und den USA. Das Tochterunternehmen der Wingtech Technology Co., Ltd. (600745.SS) verfügt über ein umfangreiches IP-Portfolio und ist nach IATF 16949, ISO 9001, ISO 14001 und OHSAS 18001 zertifiziert.

Nexperia: Efficiency wins.

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