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車載パワー回路への、Vishay FET事業部の挑戦
Vishayの車載FET

パワー回路のさまざまな部品を展開するVishayは、車載向けのPower MOS FETも取り扱っています。
電気自動車の大電力化に対応するため、ハーフブリッジ内蔵や上面放熱などをはじめとしたさまざまなパッケージのFETを高耐圧でラインナップを拡充中です。これらの概要やメリットについてご紹介します。

Vishayの車載FET概要

近年、電気自動車が大電力化しており、この対策として48Vバッテリーの採用が主流になりつつあります。この高電圧化のニーズに応えるため、Vishayでは後述するハーフブリッジや天面放熱のパッケージを含む最大150V耐圧品の開発に重点的に投資してきました。
パッケージサイズは2~8mm角が中心で、下右図アプリケーションにおける理想ダイオードとスイッチング回路が主要用途となります。また振動・熱膨張に強いリード付きパッケージに加え、AOI(自動光学検査)可能なウエッタブルフランクのリードレスパッケージも提供しております。
Nchに加えPchのラインナップも充実しており、高コストになりがちな175℃耐熱の標準的な実現を果たしています。また、当然ながらAEC-Q101も取得しております。

  • Vishayの車載FET概要:イメージ1
  • Vishayの車載FET概要:イメージ2
  • Vishayの車載FET概要:イメージ3

ハーフブリッジ内蔵パッケージの"Power PAIR®"と"Asymmetrical"

電気自動車の大電力化に伴い、回路の高効率化は重要な課題となっています。
この課題に対するソリューションとして、以下の2種類のハーフブリッジFET内蔵パッケージのラインナップを拡充しています。

50%Dutyのスイッチングに適したPOWER PAIR®

2つのFETのドレインとソースを一体化(下図左)することでダイサイズを拡大できます。
これによりON抵抗や寄生インピーダンスが低下し、効率やノイズが改善され、パターンレイアウトも容易になります。
想定アプリケーションは電源や小規模インバータなどになります。POWER PAIR®は、6X5FSW と3X3FSWパッケージにてラインナップを拡充していきます。

  • 50%Dutyのスイッチングに適したPOWER PAIR®:イメージ1
  • 50%Dutyのスイッチングに適したPOWER PAIR®:イメージ2

低Dutyの降圧電源に適したAsymmetrical®

48Vバッテリー電圧になっても負荷への供給電圧は低いまま維持されるため、より低DUTYの降圧電源が求められます。
このニーズに応えるために、LoSideFETのダイサイズを拡大し、ON抵抗を下げることで、低DUTYの降圧電源を高効率かつ省スペース化(下図左)することが可能です。Asymmetricalは5x6パッケージで提供しており、現在のラインナップは下図右をご覧ください。

  • Vishayの1200VのSiCショットキーのイメージ
  • Vishayの1200VのSiCショットキーのイメージ

天面放熱の8x8LRパッケージ

基板の熱容量だけでは放熱しきれない場合、下図左のように基板を介してヒートシンクへ放熱するなどの追加対応が必要になります。しかし、下図右のように基板を介さず天面からヒートシンクへ直接放熱することで、熱抵抗を低減し、FETの熱容量を大きくすることが可能です。Vishayはこの天面放熱可能な8x8LR(Reverse)パッケージを最大150V耐圧までラインナップしています。
このパッケージは、裏面放熱FETのピンを逆に曲げるだけのシンプルな構造であるため、歩留まりが良く、低コストで提供できます。

XClampR™ TVS はスナップバック特性も持っているため、VBR≒VCとなることを示した図

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