上海贝岭70V 5mΩ <span style='color:red'>SGT MOSFET</span> BLP05N07 赋能新国标电动自行车控制器
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上海贝岭70V 5mΩ SGT MOSFET BLP05N07 赋能新国标电动自行车控制器

　　一、 概述　　在中国电动两轮车已经成为人们日常生活中必不可少的交通工具。自2019年国标(GB 17761-2018)实施后，48V新国标电动自行车逐渐成为市场主流，目前约占电动两轮车总销量的70%以上。屏蔽栅金属氧化物半导体场效应管(SGT-MOSFET)作为新国标电动自行车控制器的核心器件，其性能决定了控制器的整体效率和长期运行的可靠性和安全性。上海贝岭作为MOSFET市场的主要供应商之一，现推出针对新国标电动自行车控制器的新产品70V 5mΩ SGT MOSFET BLP05N07，该器件针对新国标电动自行车应用特点，结合多年SGT设计、生产经验，优化器件击穿电压和降低开关及导通损耗，助力客户产品安全高效运行。　　二、 新国标电动自行车控制器应用解析　　48V新国标电动自行车控制器是70V SGT MOSFET的主要应用场景，图1展示了该类驱动器的典型拓扑结构，其核心为6颗MOSFET器件组成的三相全桥逆变电路。该应用场景具有瞬态过载、短路电流大等特点，因此对MOSFET器件的技术要求主要是在短路工况和瞬态大电流工况下的可靠性。图2所示为主流新国标控制器在母线电压54V(即常规48V电池满电状态)下的短路波形，测得短路工况下MOSFET器件漏源极间电压过冲最高可达65.02V。传统电动自行车控制器普遍采用60V 器件，短路电压过冲值已接近60V器件的实际击穿电压，长期运行存在潜在风险。使用贝岭70V 器件可显著提升系统的安全冗余，有效增强整机安全性和可靠性。图1 新国标电动自行车控制器拓扑图图2 短路工况下功率器件漏源极间电压过冲　　三、 贝岭SGT技术平台　　截至目前，贝岭SGT产品线已经涵盖了40/60/70/80/85/100/135/150/200共9个电压档位，并衍生了上百款各种电流能力及各种封装形式的产品，且均已实现量产供货。出色的设计让贝岭SGT产品比市场主流竞品有显著性能优势，同时依托成熟的特色工艺线，保证了贝岭SGT产品在可靠性、良率、参数稳定性方面也有上佳表现。　　四、 BLP05N07产品核心优势　　能效领跑——低导通电阻Rds(on)　　导通电阻决定了功率MOSFET在导通期间内的损耗，在同等规格、相同封装下，贝岭器件相较于市场主流竞品具有更低的导通电阻Rds(on)。　　导通电阻决定了功率MOSFET在导通期间内的损耗，在同等规格、相同封装下，贝岭器件相较于市场主流竞品具有更低的导通电阻Rds(on)。图3 导通电阻Rds(on) 对比　　动态性能升级——低栅极电荷　　栅电荷可以客观地描述驱动损耗，在同等规格、相同封装下，贝岭器件比市场主流竞品具有更小的栅电荷，可有效降低开关驱动损耗。图4 栅极电荷对比　　温控表现卓越——板级温升表现　　得益于低导通电阻，在新国标电动自行车控制器400W稳态带载测试中，同等散热条件下，BLP05N07的温升比市场主流竞品低1.5℃，如图5所示。在两倍额定功率800W极限过载测试中，5分钟温升测试结果比市场主流竞品低2.5℃，如图6所示。此外，在相同输出功率条件下，贝岭器件低导通损耗的特点可以提高电动自行车的续航里程。图5 新国标电动自行车控制器400W稳态温升测试图6 新国标电动自行车控制器800W极限过载测试　　抗短路能力强劲——8us超长耐受　　贝岭BLP05N07的短路耐受能力可以满足新国标电动自行车控制器在48V电池满电压状态下发生短路的可靠性要求。图7为使用BLP05N07的控制器在54V 母线电压下的相间短路波形，器件短路耐受时长超过8us。图7 母线电压54V下相间短路　　五、 贝岭功率器件选型方案　　上海贝岭功率针对新国标电动自行车、电动轻便摩托车、电动摩托车、电动叉车和轻型低速四轮车控制器应用设计有多条SGT产品线，包含70V、85V、100V、110V、135V和150V等电压等级器件，具体型号参考下表。
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发布时间：2025-05-09 10:07 阅读量：364 继续阅读>>
替代Trench MOSFET？国产<span style='color:red'>SGT MOSFET</span>产品井喷
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替代Trench MOSFET？国产SGT MOSFET产品井喷

　　近几年第三代半导体在功率器件上发光发热，低压消费应用上GaN器件统治充电头市场，新能源汽车高压平台上SiC器件逐渐成为标配。在硅基功率器件领域，借助新能源的东风，IGBT、超结MOSFET等中高压产品也受到了更多关注，不过面对第三代半导体在新能源领域的强势冲击，未来增速面临放缓迹象。       然而在低压领域的硅基MOSFET市场，SGT MOSFET正在获得快速增长。SGT MOSFET在性能上带来了新的升级，并逐步取代传统的Trench(沟槽)MOSFET。　　SGT MOSFET是什么　　SGT MOSFET全称Shielded Gate Trench MOSFET，即屏蔽栅沟槽MOSFET。SGT MOSFET基于传统沟槽MOSFET，通过结构的改进从而提升稳定性、低损耗等性能。传统平面型MOSFET中，源极和漏极区域是横向布局的，栅极在源极和漏极区域的上方，形成一个平面结构。       沟槽MOSFET则是源极和漏极区域垂直于半导体表面，栅极被嵌入到硅片中的沟槽内，形成垂直结构。左：传统沟槽MOSFET，右：SGT MOSFET        如上图所示，在结构上，相比传统的沟槽MOSFET，SGT MOSFET采用深沟槽结构，“挖槽”更加深入，栅极被嵌入到硅片的深槽中。同时SGT MOSFET在沟槽内部有一层多晶硅栅极(主栅极)，其上方还有一层多晶硅屏蔽栅极，这个额外的屏蔽栅极可以调节沟道内的电场分布，从而降低导通电阻并提高开关性能。       由于屏蔽栅的存在，SGT MOSFET可以更有效地控制电场分布，从而减少寄生效应，降低开关损耗和导通损耗。也由于结构和更优的电场分布，SGT MOSFET可以在相同的击穿电压下使用更小的单元尺寸，从而减小芯片面积。       所以，SGT MOSFET相比传统的沟槽MOSFET，导通电阻和开关损耗可以更低，尤其是在中低压的应用领域中，屏蔽栅结构有助于提高器件可靠性，其高效率以及紧凑的芯片尺寸也能够更加适合这些应用。       另外，封装技术也对SGT MOSFET的可靠性和功率密度有很大关系。比如捷捷微电推出的高功率薄型封装PowerJE系列的SGT MOSFET，相比传统的TO-263-3L 封装，面积少了20%、高度降低了45%。在大幅度减少占用空间的同时，有效地提高功率密度，适合极为紧凑的终端设计。热阻表现优越而散热效果更好，进一步保证器件的长期可靠性。　　国产厂商井喷，在低压应用加速取代沟槽MOSFET　　在SGT MOSFET领域，依然是海外半导体巨头主导市场，英飞凌、安森美、AOS等海外巨头起步较早，产品市占率较高。不过国内新洁能、捷捷微电、华润微等厂商在近几年势头正猛，成功研发SGT MOSFET的同时，也跟随国产替代的风潮获得了市场成功。       另一个关键的节点是，2021年的全球芯片缺货潮中，SGT MOSFET使用的成熟制程产能尤为紧缺。同时在缺芯潮的中心，汽车芯片作为高价值高利润的产品，各大芯片巨头都优先力保汽车芯片的产能，当然其中也包括了功率半导体，因此一些汽车以外的功率半导体器件，比如SGT MOSFET的产能就更加短缺了。       于是海外芯片巨头只能将订单转手到一些国内的代工厂商，这给国内的SGT MOSFET工艺制造的提升有了很大的帮助。以往国内只有几家规模较大的IDM厂商可以制造SGT MOSFET，但这次缺芯危机则变相地带动了更多国内功率半导体厂商在SGT MOSFET上的开发进程。       新洁能在国内是较早开发SGT MOSFET的功率厂商之一，目前其SGT MOSFET产品线已经迭代到第三代，官网显示，新洁能第一代N沟道SGT-I系列功率MOSFET击穿电压等级范围为30V至250V;第二代产品击穿电压等级范围从30V至120V，面向性能与鲁棒性要求极为苛刻的低频应用，新洁能N沟道SGT-II系列产品进一步优化了大电流关断能力与静电防护能力，可满足包括直流电机驱动、锂电池保护、AC/DC同步整流等广泛应用。此外，相比于新洁能上一代SGT-I系列产品，SGT-II系列产品特征导通电阻Ron,sp降低20%，FOM值降低20%。       目前最新的第三代SGT-III系列，则相比上一代产品特征导通电阻降低20%以上，ESD能力、大电流关断能力、短路能力提升10%以上，同时具有更优的EMI特性。       捷捷微电早在2021年就推出了多款JSFET 30 ~ 150V 系列SGT MOSFET产品，并后续推出了多款车规级SGT MOSFET，击穿电压等级范围从40V到150V，适用于车载前装及后装等各类中低压应用，包括辅助驾驶、车载信息娱乐、逆变器非高压子系统里的 DC-DC 同步整流及电源开关等功能，车身控制模块里的电机驱动、继电器、负载开关、远近大灯驱动等功能。       今年3月，华润微披露公司MOSFET产品中中低压占比60%，高压产品占比40%，其中SGT MOSFET和SJ MOSFET在营收中占比接近60%。       除此之外，士兰微、东微半导体、扬杰电子等上市公司都有完整的SGT MOSFET产品线。除此之外，矽普半导体、微碧半导体、安建半导体、广微集成、功成半导体等多家本土功率半导体厂商已经推出了SGT MOSFET产品。       比如安建半导体今年5月推出了针对大电流高功率应用的SGT MOSFET产品系列，提供顶部散热TOLT封装和双面散热的DFN5x6 DSC封装，有30V和100V两种型号，其中JKQ8S23NN击穿电压100V，漏极最大电流高达315A，驱动电压为10V时，导通电阻最高为1.5mΩ。　　小结　　SGT MOSFET在中低电压场景下由于更强的稳定性，更低的导通电阻和开关损耗，未来对Trench MOSFET有取代的趋势。根据QYResearch的数据，2022年全球SGT MOSGET市场规模约为23.5亿美元，预计到2029年将达到104亿美元，年复合增长率高达24.4%。持续增长的市场，也将继续给国内功率厂商带来机会。
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发布时间：2024-08-02 10:17 阅读量：1463 继续阅读>>
捷捷微电推出“新一代100V P沟道<span style='color:red'>SGT MOSFET</span>”
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捷捷微电推出“新一代100V P沟道SGT MOSFET”

　　捷捷微电推出新一代100V P沟道SGT MOSFET, 比起上一代设计，FOM性能改善20%，实现国际知名。先进PDFN3x3-8L及PDFN5x6-8L薄型封装，比传统SOP-8L及DPAK封装，面积缩小64%及48%，高度降低45%及55%，极为适合紧凑型终端设计。同时，PDFN5x6-8L的引脚具低应力且长达0.275mm.极大程度地改善自动光学检测(AOI)印刷电路板组装(PCBA)的焊点良率,进一步保证终端的稳定工作和长期可靠性。　　100V P沟道MOSFET的驱动电路相比N沟道MOSFET更加简单，满足超性能运算(HPC) 、工业5.0(IE)、车载电子(Autonomous Driving System, ADS)后装市场的高端负载、防反接电路、电池反向保护、B/BLDC 电机驱动、DC-DC降压转换的高边开关等应用对系统长期稳定运作,陝窄应用空间、及减少电路关键故障点的不断需求。　　新一代P沟道JPFET性能达国际知名水平。其中JMPL1050AU采用薄小型PDFN3x3-8L封装，在Vas=10V条件下，器件的RosOM.JD及FOM测量值分别低达38mQ / 760，均为国际知名水平。此外，一流的线性模式/安全工作区(SOA) 特性，使器件在大电流的工作状态下，仍能实现安全可靠的运作。极低的导通电阻有助于提高运行效能，降低系统成本，并延长器件的使用寿命。
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发布时间：2022-08-02 14:28 阅读量：3654 继续阅读>>

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