Forum: Analoge Elektronik und Schaltungstechnik PCIM – Neuigkeiten-Roundup, Halbleiter


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von Tam H. (Firma: Tamoggemon Holding k.s.) (tamhanna)


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Die PCIM neigt sich dem Ende zu – Zeit, einige Highlights herauszubrechen. Hier Neuigkeiten von STM, Nexperia und “grundlegenden Halbleitern” im Allgemeinen.

von Tam Hanna

Worum geht es hier?

Die PCIM – kurz für Power Conversion Intelligent Motion – ist ein von Mesago normalerweise in Nürnberg abgehaltenes Event, das sich auf Lösungen der Energietechnik konzentriert. Ob der Pandemie fand das Event diesmal rein virtuell statt: als Delivery Platform setzte Mesago abermals auf (das vom Handling her suboptimale) Talque. Ziel dieser Kurzmeldung ist die Vorstellung einiger subjektiver Highlights des Autors.

LFPAK88 / AcePack SMIT – neue Packages

Die in Leistungshalbleitern abfallende Leistung wird in Motorsteuerungen nur allzu oft durch den thermischen Widerstand des Gehäuses beschränkt: bekommt man die Wärme nicht schnell genug aus dem IS, so brennt dieses irgendwann durch. Nexperias LFPAK88 – die 88 steht für die Größe von 8x8mm – soll laut Ankündigung gleichzeitig 48 und 52 mal so viel Leistung wie “ein Vergleichsgehäuse” verkraften (siehe Abbildung).

Das seit 2019 in Entwicklung bzw Ankündigung herumgeisternde Gehäuse kommt – auch hier siehe Abbildung – ohne interne Bonddrähte aus, was sowohl parasitäre Induktivität als auch Wärmewiderstand reduziert.

(Bildquelle hier https://efficiencywins.nexperia.com/efficient-products/LFPAK88-takes-a-shorter-path-to-efficiency.html, URL ist lesenswert)

Ursache für die abermalige Neuerungsnennung ist, dass Nexperia nun an Bauteilen mit höhreren Vgs-Werten arbeitet.

ST Microelectronics (ehemalige SGS Thomson) schicken mit dem ACEPACK SMIT – kurz für Surface Mounted Isolated Top-Side Cooled Package – ebenfalls ein neues Gehäuse ins Rennen. Auch hier gilt, dass die Idee seit 2019 öffentlich ist; nun werden Komponenten verfügbar. STM betonen dabei die Integrativität des Gehäuses, das verschiedene Halbleitertypen aufnehmen kann.

MOSFETs für den Parallelbetrieb

Wer MOSFETs paralellschaltet, muss darauf achten, möglichst geringe Vth-Differenzen zu selektieren. Mit den Current Sharing MOSFETs schickt Nexperia ein Alternativkonzept ins Rennen, das ohne Selektion auskommt. Wie Nexperia dies intern realisiert, legt man nicht offen. Nach Ansicht des Autors dürfte es sich um eine “Flankensteilheits-Beschränkung” handeln – Nexperia zeigt ein Video, in dem die Ansteuerungsfrequenz der Testobjekte im Bereich 20KHz liegt. Leider gilt hier, dass die Chips derzeit noch in der Testphase sind – wer sie in Designs verwenden möchte, muss mit seiner lokalen Vertretung Kontakt aufnehmen. Die im Video versprochene “praktische Verfügbarkeit Ende 2020” wurde offensichtlich nicht eingehalten:

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Available in LFPAK88, Nexperias copper-clip 8mm x 8mm SMD package, the products are currently in development and we are looking to work with engineers to receive samples and test in your own designs.

Halbleiter mit breitem Bandabstand überall

Auf GaN (Galliumnitrid) oder SiC (Siliziumcarbid) basierende Halbleiter sind mittlerweile von so gut wie allen etablierten Herstellern verfügbar, Littelfuse bietet beispielsweise sowohl Dioden als auch Transistoren aus den neuartigen Materialien an. Der Vorteil ist dabei – durch die Bank – geringerer Rdson, was zu geringeren Energieverlusten in den Schalt- oder Steuerelementen führt.

Kostenlose Literatur zu MOSFETs und mehr

Nexperia (siehe https://efficiencywins.nexperia.com/efficient-products/nexperia-design-engineers-guides.html) erweist sich auch als Quelle kostenloser Literatur. Das “MOSFET and GaN FET Application Handbook: Power Design Engineers Guide” - der Autor musste auf die kostenlose Lieferung nach Ungarn mehr als einen Monat warten – enthält Prints einiger Dutzend Application Notes zu fortgeschrittenen und grundlegenden Themen mit FET-Bezug.

Wie geht es weiter?

In einem in wenigen Stunden erscheinenden Folgeartikel werfen wir einen Blick auf passive Komponenten und sonstige Neuerungen.


: Bearbeitet durch NewsPoster
von A. D. (egsler)


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Die verschicken ihre App-Note Sammlung in Form echter Bücher für umme? 
Klingt nach einer großen Papierverschwendung in der heutigen Zeit... 
Aber die pdfs klingen gut, da werd ich mal stöbern.

von Matthias S. (Firma: matzetronics) (mschoeldgen)


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Tam H. schrieb:
> dass Nexperia nun an Bauteilen mit höhreren Vgs-Werten arbeitet.

Höhere Vds würde ich ja verstehen, aber den Sinn bei höherer Vgs sehe 
ich nicht so. Alle Welt bemüht sich doch darum, die weiter zu senken. 
Ansonsten gefällt mit LFPAK88 recht gut, endlich sind die internen 
'Sicherungen' weg :-P
Mal sehen, was sie an Kühlkonzepten vorschlagen und wie die Layouts 
aussehen sollen.

von A. D. (egsler)


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Matthias S. schrieb:
> Höhere Vds würde ich ja verstehen, aber den Sinn bei höherer Vgs sehe
> ich nicht so.

Ich glaub das ist ein Fehler im Text, die folgende Tabelle zeigt ja 
eindeutig höhere Vds Werte bei den Neuvorstellungen.

von Martin S. (sirnails)


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A. D. schrieb:
> Matthias S. schrieb:
>> Höhere Vds würde ich ja verstehen, aber den Sinn bei höherer Vgs sehe
>> ich nicht so.
>
> Ich glaub das ist ein Fehler im Text, die folgende Tabelle zeigt ja
> eindeutig höhere Vds Werte bei den Neuvorstellungen.

Das wäre mir selbst beim Lesen vom Kommentar nicht aufgefallen, dass 
dort Ugs statt Uds steht. Das Hirn liest halt, was es lesen will.

Das Package sieht aber wirklich interessant aus. Habe vor ein paar 
Wochen wieder verzweifelt nach Mosfet mit hohem Uds und extrem niedrigen 
Rdson gesucht. Bin bei Toshiba hängengeblieben (SQJA78EP und SQJA81EP), 
aber kaum ist das Layout fertig, sind die Halbleiter nicht mehr zu 
bekommen. Ist zwar jetzt nicht tragisch, aber schön ist etwas anderes.

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