ルネサステクノロジ、車載スイッチ用過熱遮断機能内蔵パワーＭＯＳＦＥＴをサンプル出荷
車載スイッチ用に、業界初のＰチャネル トレンチゲート構造を採用した過熱遮断機能内蔵パワーＭＯＳＦＥＴを製品化
－ハイサイドスイッチ駆動回路の簡素化と高信頼性により、半導体スイッチ化を促進－
株式会社ルネサス テクノロジ（本社：東京都千代田区：会長＆ＣＥＯ 伊藤 達）は、このたび、自動車のヘッドライトやストップランプなどをオン／オフ（ＯＮ／ＯＦＦ）する車載用半導体スイッチとして、Ｐチャネル（注１）の過熱遮断機能内蔵パワーＭＯＳＦＥＴ「ＲＪＥ０６０１ＪＰＥ」を製品化しました。２００６年１２月よりサンプル出荷を開始します。
本製品は耐圧が－６０Ｖ、電流が－４０Ａで、主な特長は以下の通りです。
（１）過熱遮断機能内蔵品で業界初のＰチャネルトレンチゲート構造を採用
Ｐチャネルの過熱遮断機能内蔵パワーＭＯＳＦＥＴでは業界で初めてトレンチゲート構造（注２）を採用し、２２ｍΩ（ｔｙｐ．）（－１０Ｖ時）の低オン抵抗（注３）を実現しました。
（２）ハイサイドスイッチ駆動回路の簡素化と高信頼性を実現
車載用の半導体スイッチとして多く使用されるハイサイドスイッチ（注４）にＰチャネルパワーＭＯＳＦＥＴを適用した場合、Ｎチャネル（注１）品で必要な外付け昇圧回路が不要となるため、当社比で約１５％駆動回路を省スペース化可能です。加えて、ノイズやサージの発生も低減でき、高信頼性を実現しているため、従来機械によるメカリレーで行っていたスイッチから小型・軽量化に優位なハイサイドスイッチへの切替を促進できます。
本製品で内蔵している過熱遮断機能では、システムの異常発熱および過負荷による素子発熱を検知しパワーＭＯＳＦＥＴのゲート部を遮断します。素子破壊を防止できるため、システムの高信頼度化が実現できます。
パッケージは、１０．２×１３×４．４４（ｍｍ）の３端子面実装パッケージＬＤＰＡＫ（注５）（当社外形コード）を採用しています。
＜製品化の背景＞
近年、車載システムの高機能化に伴い自動車部品の電子化が益々加速しています。車載用各種スイッチでも、機械によるメカリレーから小型・軽量化可能な半導体スイッチへの切替え需要が拡大しており、パワースイッチ素子には過熱保護機能の内蔵と低損失による小型化が求められています。そして、車載用で多く使用されるハイサイドスイッチでは、ＰチャネルパワーＭＯＳＦＥＴを使用した場合、Ｎチャネル品と比べ駆動回路に昇圧回路が必要ではない分、回路の簡素化とノイズ削減等が可能なため、低損失のＰチャネル過熱遮断機能内蔵パワーＭＯＳＦＥＴが求められています。
当社では従来より、ＮチャネルおよびＰチャネルの過熱遮断機能内蔵パワーＭＯＳＦＥＴを量産していますが、今回、上記のようなニーズに対応するため、Ｐチャネル品に業界初のトレンチゲート構造を採用することで低損失化を実現した「ＲＪＥ０６０１ＪＰＥ」を製品化しました。
＜製品の補足＞
本「ＲＪＥ０６０１ＪＰＥ」では、Ｐチャネルトレンチゲート構造の微細プロセス採用により、セル構造を高密度化、最適化し、当社従来プロセス比で約４０％オン抵抗を低減しました。
本製品が内蔵する過熱遮断機能は、ゲート部にラッチ型（注６）の過熱遮断回路および電流制限回路を内蔵しており、異常な周囲温度の上昇や過電力、過電流による素子発熱を感知した場合、パワーＭＯＳＦＥＴのゲート部を遮断し素子破壊を防止します。ラッチ型の遮断方式採用により安定した遮断動作を行い、遮断回路動作後はゲートバイアス電圧をリセット電圧（－１．２Ｖ）以下にすることにより正常復帰ができます。遮断回路はゲート電圧－３．５Ｖから－１２Ｖの範囲で動作可能であり、遮断温度は１７５℃（ｔｙｐ．）に設定しています。過熱遮断回路はゲート電圧駆動によって動作する方式を採用しているため、特別な電源は不要です。
今後は、本プロセスを使用したオン抵抗１０ｍΩ（ｍａｘ．）（－１０Ｖ時）の－７５Ａ 対応、ＬＤＰＡＫパッケージ品を製品化すると共に、更なる使用範囲拡大のための製品ラインアップ拡充を図っていく予定です。
■注 記
（注 １）Ｐチャネル、Ｎチャネル：ＭＯＳＦＥＴにおけるソース・ドレイン二電極間の電流経路（チャネル）に励起されるキャリアによってＰチャネルとＮチャネルに分けられる。
（注 ２）トレンチゲート構造：チップ表面に深く狭い溝（トレンチ）を形成し、その側壁にＭＯＳＦＥＴのゲートを形成した構造。セル密度が高められるため、単位面積当りのオン抵抗の低減が図られる。
（注 ３）オン抵抗：パワーＭＯＳＦＥＴが動作する（オンしている）時の抵抗。パワーＭＯＳＦＥＴの性能を左右する最も重要なパラメータで、値が小さいほうが高性能である。
（注 ４）ハイサイドスイッチ：電源（ここではバッテリー）と負荷（ここではヘッドライトやストップランプ等）の間に置かれ、回路に供給する電源のＯＮ／ＯＦＦ制御を行いスイッチの役割をするもの。
（注 ５）ＬＤＰＡＫ（Ｌａｒｇｅ ＤＰＡＫ）：当社外形コード。パッケージサイズは１０．２ ｍｍ×１３ ｍｍ×４．４４ｍｍ。
（注 ６）ラッチ型：素子の温度が所定の温度以上になると回路が遮断状態となり、素子の温度が低下後も遮断状態を持続する方式。ゲートバイアス電圧をリセット電圧以下にすることにより正常復帰する。
＊記載の製品名、会社名、ブランドは、それぞれの所有者に帰属します。
■応用例
・自動車電装装置用各種スイッチ
■価格
製品名：ＲＪＥ０６０１ＪＰＥ
パッケージ（当社外形コード）：ＬＤＰＡＫ
サンプル価格＜税込＞（円）：２１０
■仕 様
添付資料をご参照ください。
■お客様からの問い合わせ先
株式会社ルネサス テクノロジ 汎用製品統括本部 汎用デバイス事業部 製品技術部
〒１００－０００４ 東京都千代田区大手町二丁目６番２号（日本ビル）
電 話 ０３－５２０１－５１９１ （ダイヤルイン）
以 上
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