大電流アプリケーションで使用されるMOSFETの中核的な技術課題は、優れたスイッチング性能を維持しながら低オン抵抗を実現することです。 最新の電源では PWM ベースのシステムが採用され、スイッチング周波数が高くなったため、導通損失とスイッチング損失の両方を最小限に抑えることが重要になっています。
この課題に対処するために、ルネサスのREXFET-1プロセスは、Pカラムの実装に重点を置いた以前のANM1/ANM2スーパージャンクション技術から進歩したスプリットゲートトレンチ構造を使用して、以下を実現します。
- RON インデックスを 0.24 に改善 (前世代の 0.36 と比較して)
- 超低オン抵抗により、導通損失の低減と発熱の低減につながります
- 小型パッケージで高電力密度を実現
- ゲート電荷(QG)の低減、低ゲート容量によるスイッチング動作の最適化
REXFET-1 デバイスは、マルチワイヤやクリップ ボンディングなどの高度なパッケージング技術と組み合わせることで、厳しい自動車信頼性基準を満たしながら、低抵抗と高速スイッチングの両方を実現します。
さらに、長年の経験を融合した頑丈な設計を採用し、製品の信頼性と耐久性に優れており、設計者が安心して使用できるようにしています。 REXFET-1シリーズの80V〜150V製品は、バッテリー管理システム(BMS)および電気モーターアプリケーション向けに特別に設計されました。
REXFET-1プラットフォームの開発は、パワーMOSFET技術を進化させてきたルネサスの長い歴史の一環です。 ルネサスは、1979年に日立が初めての縦型MOSFETを発表して以来、Intelチップセット向けの最初のDrMOS(2003年)など、業界初の成果を一貫して提供してきました。 その後数十年にわたり、スーパージャンクション技術、スマートフォン用のフリップチップパッケージング、銅クリップ構造などの革新により、効率と電力密度がさらに向上しました。
REXFET-1 システム・レベル・パフォーマンス
BLDCモーター制御は、産業用アプリケーションと自動車用アプリケーションの両方で広く利用されています。 実際のアプリケーションでREXFET-1の性能を検証するために、ルネサスは、TOLLパッケージの100Vと150Vの両方の製品を使用して、BLDCモーター駆動システムのデバイスを評価しました。 また、REXFET-1 100V RBA300N10EANS-3UA02 (産業用バージョン RBE015N10R1SZQ4) と 150V RBA190N15YANS-3UA04 (産業用バージョン RBE039N15R1SZQ4) の性能を市場の主要デバイスと比較しました。
REXFET-1 と競合デバイスは最大 60A で評価され、平均接合部温度が比較されました。 ジャンクション温度の結果は、10kHzおよび20kHzのスイッチング周波数で、競合他社の優れたデバイスと比べても競争力のある水準を維持しました。
REXFET-1デバイスは、同じシステム条件下でより低い電圧発振とスパイクが抑えられていることを示しています。 モーター制御アプリケーションでは、発振と電圧スパイクが高くなると、システムの信頼性の懸念や高いEMIが発生する可能性があります。 REXFET-1デバイスは、競争力のある効率、熱安定性、およびEMI関連ストレスの低減を一貫して実証しています。
当社の幅広い REXFET-1ポートフォリオ は、パワーMOSFET技術の大幅な進歩を表しています。 スプリットゲートトレンチウェーハ処理と高度なパッケージングを活用して、REXFET-1デバイスは以下を実現します。
- RSPは、前世代のトレンチと比較して30%削減
- 優れた導通損失とスイッチング損失のトレードオフ
- 多様なシステム要件を満たす幅広いパッケージオプション(3x3、5x6、TOLL、TOLG、TOLT)
これらのイノベーションにより、設計者は、モータードライブ、BMS、およびその他の要求の厳しいアプリケーションにおいて、より高い効率、より高い電力密度、およびシステム信頼性の向上を実現できます。 詳細については、 renesas.com/mosfets をご覧ください。
ルネサスのMOSFET技術とソリューションの詳細をご覧ください。
- ホワイトペーパー: スプリットゲートトレッチプロセスを活用してMOSFETの性能を向上
- アプリケーションノート: REXFET-1 MOSFET
- アプリケーションノート: TOLL 48V電源ライン評価ボード
- アプリケーションノート: ルネサスBMSシャントレスソリューション
