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知识专栏汽车和数据中心架构已开始转向48V总线架构。虽然这种从12V提高的电压有助于降低电流和布线要求,但也给底层功率电路带来了新的挑战。为助力这一转型,意法半导体、美格纳半导体、达尔科技和东芝各自发布了一系列N沟道功率mosfet。

意法半导体Smart STripFET F8技术
意法半导体推出了面向汽车的40V和100V N沟道FET系列的Smart STripFET F8。该新系列通过降低内部电容和栅极电荷,旨在实现更低的开关损耗和更高的转换效率。
基于该架构的旗舰器件STL059N4S8AG是一款40V N沟道增强型MOSFET,其导通电阻RDS(on)为0.59 mΩ,采用带可润湿侧翼的PowerFLAT 5x6封装。它支持420A的连续电流额定值,并可在高达175°C的温度下稳定运行。

工程师们还可以期待即将推出的STK035N4S8AG,该器件将进一步将电阻降低至0.35 mΩ,以支持先进电池管理系统中780A的电流等级。
达尔科技PowerDI8080-5系列
48V汽车设计人员也可能从达尔科技扩展的PowerDI8080-5系列中受益,该系列以额定电压100V的DMTH10H1M7SPGWQ为代表。这款MOSFET的最大RDS(on)为1.5 mΩ,并采用铜夹片晶圆键合技术,实现0.3°C/W的结壳热阻。
凭借高热性能,该器件可处理高达847A的漏极电流,适用于电动助力转向和制动系统。

对于低压12V应用,达尔科技提供40V的DMTH4M40SPGWQ,其最大RDS(on)为0.4 mΩ。由于PowerDI8080-5封装占地面积为64 mm²,比传统的TO-263封装节省约40%的电路板空间,从而在电机驱动级实现更高的功率密度。
美格纳半导体第八代中压MOSFET
美格纳半导体发布了其第八代中压MOSFET系列。据该公司称,这些产品采用屏蔽栅沟槽技术,与前几代相比,电流密度提高了40%。
60V的MDU060N010PSVRH提供1.05 mΩ的RDS(on),开关速度比其第七代产品快60%,从而提高了服务器电源同步整流级的效率。

除了MDU060N010PSVRH,美格纳半导体还提供多种其他选择,包括MDU040N007PSLVRH,其RDS(on)为0.7 mΩ,阈值电压为1.8V。
整个系列符合JEDEC标准,支持高达175°C的工作温度。
东芝U-MOS11-H工艺技术
最后,东芝通过TPHR6704RL提供了另一种提高效率的途径。这是一款40V MOSFET,采用其最新一代U-MOS11-H工艺制造。该技术使器件在10V栅源电压下实现最大0.67 mΩ的RDS(on),相比前代产品电阻降低了21%。
除了低电阻之外,东芝还将总栅极电荷优化至88 nC,以提高开关效率,使得RDS(on) × Qg品质因数提升了37%。设计人员可以使用SOP Advance (N) 封装集成该器件,以实现高兼容性。

提升未来系统的功率密度
随着48V在汽车和数据中心应用中的普及率不断提高,将需要更高额定值和更高性能的N沟道FET,以降低导通损耗,提升热性能和功率密度。虽然每家制造商采取的方法各不相同,但他们的目标一致:在空间受限的设计中实现更高效的功率转换。