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Toshiba Electronics Europe

Automotive-MOSFETs im neuen Gehäuse

24. Oktober 2023, 12:56 Uhr | Iris Stroh

Neue Bausteine bieten verbesserten Durchlasswiderstand und geringere Größe

Toshiba Electronics Europe stellt zwei 40 V-n-Kanal-Leistungs-MOSFETs für den Automotive-Bereich vor, die auf dem neuesten U-MOS-IX-H-Prozess basieren. Die Bausteine verwenden ein neues S-TOGLTM-Gehäuse (Small Transistor Outline Gull-Wing Leads), das in Automotive-Anwendungen viele Vorteile bietet.

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Sicherheitskritische Automotive-Anwendungen, wie Lenk-/Bremssysteme und autonomes Fahren, erfordern im Allgemeinen mehr Bauelemente als andere Systeme, um Redundanzanforderungen zu erfüllen. Aufgrund der Größenbeschränkungen in Automotive-Systemen ist ein Leistungs-MOSFET mit hoher Stromdichte erforderlich.

Die neuen XPJR6604PB und XPJ1R004PB haben eine UDSS-Nennspannung von 40 V. Der XPJR6604PB ist für einen kontinuierlichen Drainstrom (ID) von 200 A ausgelegt; der XPJ1R004PB für 160 A. Beide Bausteine sind für einen gepulsten Strom (IDP) mit dem dreifachen Wert (600 bzw. 480 A) ausgelegt. Der Nennstrom von 200 A ist höher als der des 6,5 mm × 9,5 mm großen DPAK+ Gehäuse von Toshiba.

Die beiden Automotive-MOSFETs werden in Toshibas neuem S-TOGL-Gehäuse ausgeliefert, das nur 7 mm × 8,44 mm × 2,3 mm misst. Die Bausteine sind durchgehend und verfügen für die Source-Leitungen über einen Multi-Pin-Aufbau, der den Gehäusewiderstand deutlich verringert.

Durch die Kombination des S-TOGL-Gehäuses mit dem U-MOS-IX-H-Prozess erreicht der XPJR6604PB einen Durchlasswiderstand (RDS(ON)) von nur 0,66 mΩ; der XPJ1R004PB erreicht 1 mΩ. Dies entspricht 11 % weniger als beim bestehenden TKR74F04PB im TO-220SM(W)-Gehäuse von Toshiba. Im Vergleich zu diesem Bauteil wurde die Montagefläche um ca. 55 % reduziert, wobei der Wärmewiderstand zwischen Kanal und Gehäuse (Zth(ch-c)) beibehalten wurde: XPJR6604PB = 0,4 °C/W und XPJ1R004PB = 0,67 °C/W.

Viele Automotive-Anwendungen kommen in sehr rauen Umgebungen zum Einsatz, so dass die Zuverlässigkeit der SMD-Lötstellen entscheidend ist. Das S-TOGL-Gehäuse bietet Gull-Wing-Anschlüsse, die Belastungen während der Montage reduzieren und die Zuverlässigkeit der Lötstelle verbessern.

Die MOSFETs eignen sich für den Einsatz in Umgebungen mit starken Temperaturschwankungen. Sie sind AEC-Q101-qualifiziert und lassen sich bei Kanaltemperaturen (Tch) von bis zu 175 °C betreiben.

Toshiba bietet Gruppierungen dieser Bausteine an, bei denen der Gate-Schwellenspannungsbereich für jede Gurtverpackung/Rolle 0,4 V nicht überschreitet. Dies ermöglicht Designs mit geringen Kennlinienabweichungen für Anwendungen, die eine Parallelschaltung für den Betrieb mit hohen Strömen erfordern.

Die Serienfertigung und Auslieferung der neuen Bauelemente hat bereits begonnen.