MOSFET de puissance automobile 40 V pour systèmes à haute densité

Toshiba a lancé le XPJ1R504PB, un MOSFET de puissance à canal N de 40 V de qualité automobile, conçu pour un montage à haute densité dans les systèmes de véhicules de 12 V. Ce matériel semi-conducteur cible une gestion fiable de l'alimentation dans les onduleurs automobiles, les relais statiques et les variateurs de fréquence.

Architecture du boîtier et gestion thermique
Avec l'électrification croissante des plateformes automobiles, les composants tels que les variateurs de fréquence et les commandes de moteurs nécessitent une gestion thermique optimisée et de faibles pertes de puissance. Le nouveau MOSFET utilise un boîtier spécifique pour montage en surface, conçu pour faciliter l'intégration compacte et à haute densité sur carte, tout en maintenant des capacités de dissipation thermique élevées. En utilisant un cadre en cuivre épais, le boîtier réduit l'impédance thermique transitoire entre le canal et le boîtier à 0,76 °C/W. Cette caractéristique thermique diminue les pertes de conduction et limite la génération globale de chaleur, améliorant structurellement l'efficacité du système d'alimentation automobile.

Fiabilité mécanique et résistance électrique
L'électronique automobile fonctionne sur des plages de températures larges et fluctuantes, rendant critique l'intégrité mécanique des joints de soudure des cartes de circuits imprimés. Pour y remédier, le matériel est doté de broches en aile de mouette (gull-wing) qui absorbent les contraintes de montage, améliorant ainsi la fiabilité à long terme des connexions soudées soumises aux cycles thermiques. De plus, le composant intègre une structure interne sans broche qui relie directement la connexion de l'électrode source aux conducteurs externes de la puce.

Ce choix architectural minimise la résistance parasite, permettant au dispositif d'atteindre une résistance à l'état passant maximale de 1,54 mΩ pour une tension grille-source de 10 V. En outre, une structure à broches multiples pour les conducteurs sources optimise la répartition du courant, permettant au système de gérer de manière fiable des charges allant jusqu'à 120 A dans les applications à usage intensif.

Contexte supplémentaire
Cette section détaille les spécifications techniques et l'analyse comparative concurrentielle qui ne sont pas incluses dans le communiqué de presse original.

Sur le marché des semi-conducteurs de puissance pour l'automobile, les MOSFET à canal N de 40 V sont principalement évalués sur leur résistance à l'état passant, leur impédance thermique et la fiabilité mécanique du boîtier sous des cycles thermiques rigoureux. Le boîtier S-TOGL de Toshiba est en concurrence directe avec les boîtiers à broches en aile de mouette comme la série LFPAK de Nexperia et les boîtiers sans broches tels que l'architecture sTOLL (Small TO-Leadless) d'Infineon. Bien que les boîtiers sans broches traditionnels offrent une faible inductance et une densité de courant élevée, l'intégration de broches en aile de mouette dans les architectures S-TOGL et LFPAK permet une absorption supérieure des contraintes mécaniques causées par les différences de coefficients de dilatation thermique entre la carte de circuit imprimé et le composant. Avec une résistance à l'état passant de 1,54 mΩ et un courant nominal de 120 A, le XPJ1R504PB se positionne de manière compétitive dans le segment des moyennes et hautes puissances des applications automobiles de 12 V, en équilibrant la réduction de l'encombrement avec les exigences strictes de fiabilité au niveau de la carte.

Publié avec l’assistance de l’IA par Aishwarya Mambet, rédactrice pour Induportals.

www.toshiba.com