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» 2021年09月06日 10時00分 公開

進化し続ける“強い”汎用パワーMOSFET、価格性能比を徹底追及した新世代の「StrongIRFET」が登場十数年ぶりに刷新!

パワーMOSFETを十数年手掛けるインフィニオン テクノロジーズ。汎用パワーMOSFET「StrongIRFET」と、より用途に特化したパワーMOSFET「OptiMOS」を合わせると、耐圧20〜300Vの製品だけで2000種を超える。2021年3月には第2世代となるStrongIRFETが登場した。汎用パワーMOSFETとしての使い勝手の良さはそのままに、価格性能比を徹底的に追及。第1世代のStrongIRFETと高性能のOptiMOSのギャップを埋める、強力な汎用パワーMOSFETが、インフィニオンの製品群に加わった。

[PR/EDN Japan]
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 PCやアダプター、照明、インバーター、電動スクーターなど、ありとあらゆる電子機器に搭載されている汎用NチャネルパワーMOSFET。最も基本的なトランジスタの一つであり、パワー半導体デバイスの中でも歴史が古いだけに、その進化は見逃されがちだが、デバイス構造の工夫や設計の最適化などによって着実に性能が向上し、電子機器の小型化や省エネルギー化に大いに貢献している。

2000種以上のパワーMOSFETを展開

 インフィニオン テクノロジーズは、長年にわたり多様な汎用NチャネルパワーMOSFET(以下、単に汎用パワーMOSEFTとする)を手掛けている。同社は、耐圧やオン抵抗、ゲート総電荷量などでさまざまなオプションをそろえた汎用パワーMOSEFTを、「StrongIRFET」として10年以上展開してきた。StrongIRFETに加えて、アプリケーションに特化したより高性能なパワーMOSFETである「OptiMOS」も提供しており、StrongIRFETとOptiMOSを合わせると、20〜300VのパワーMOSFETだけで2000製品以上という圧倒的な数の品種を取りそろえている。

 そして2021年、第2世代となる「StrongIRFET 2」が登場し、インフィニオンの汎用パワーMOSFETは、性能、品種ともに、さらに充実することとなった。

インフィニオン テクノロジーズが提供するNチャネルパワーMOSFET。汎用の「StrongIRFET」と、より用途に特化した「OptiMOS」がある

 StrongIRFETの最大の特長は、優れた価格性能比だ。耐圧はもちろん、オン抵抗、大電流への対応といった性能と価格において、最もよいバランスを追求している。幅広い用途に対応できるよう、同じ耐圧でも、オン抵抗やドレイン電流といった他のスペックで多様な選択肢を用意しており、スケーラビリティも備えている。

 汎用品といえど、堅ろう性も重要だ。特に、パワーMOSFETが繰り返し電圧や電流スパイクを受けるような産業機器や産業システムでは、堅ろう性が非常に重要になってくる。インフィニオンは、アバランシェ機能をテストするための特別な回路を作成し、EAS(単一パルスのアバランシェエネルギー)やIAS(単一パルスのアバランシェ電流)、EAR(繰り返しパルスのアバランシェエネルギー)について厳しい試験を行っている。「例えば、耐圧60V、D2-Pakパッケージの製品は、同等レベルの性能を持つ他社製品に比べ、EASの値が10〜20%高くなっている」(インフィニオン)

 堅ろう性を実現できた要素の一つが、ダイの大きさだ。「ダイが大きいとエネルギーを吸収しても壊れにくくなるので、アバランシェエネルギーを大きくできる。StrongIRFETは、“strong”という名前の通り、非常に堅ろうな汎用パワーMOSFETである」(インフィニオン)

マルチソースで万全な供給体制を構築

 昨今、とりわけ重要となっているのが入手のしやすさである。特に半導体や部品の供給不足が露呈し、解消のメドが立たない今、入手のしやすさは欠かせない要素だ。

 自社工場を持つインフィニオンは、ここでも強みを発揮する。インフィニオンは、欧米とアジアに所有する自社工場に加え、フロントエンドでもバックエンドでもアウトソースを活用している。自社工場とアウトソースを組み合わせ、複数の供給源(マルチソース)を確保することによって、供給を決して止めない体制作りに力を入れてきた。StrongIRFETも複数の工場で製造されている。特に産業用途の場合、長期にわたり安定して供給されるというのは、最も重要な要素の一つだ。StrongIRFETは、さまざまな用途に向けた汎用品だからこそ、その供給を遮断してはならないと、インフィニオンは考えている。

インフィニオンの自社工場。アウトソースを組み合わせることで、供給を止めない体制作りをしてきた

 汎用品であるStrongIRFETでは、使い勝手のよさと設計のしやすさも追及してきた。特に最近は、半導体不足の影響でサプライヤーの変更や、新規サプライヤーの確保を迫られている設計者も多い。そういった顧客のためにも、標準パッケージを使用するなど、設計のしやすさを念頭に置いてStrongIRFETの設計や品種の拡充を行ってきた。

 「あまりに用途に特化しすぎると、使い勝手が悪くなる上に、他社製品からの置き換えなどもしにくくなる」と、インフィニオンは説明する。さらに、販売代理店を活用し、入手しやすくしている。

StrongIRFETでは、これら5つの利点を追求している

十数年ぶりに汎用パワーMOSFETを刷新

 より強固な供給体制や、汎用パワーMOSFETを搭載する電子機器のさらなる高性能化が求められる中、インフィニオンは十数年ぶりにStrongIRFETを刷新。2021年3月に発表した第2世代のStrongIRFET 2は、第1世代StrongIRFETの利点を徹底的に追及した製品となっている。

 価格とのバランスを見つつ、オン抵抗を40%、ゲート総電荷量を65%低減するという大幅な性能向上を実現した。オン抵抗とゲート総電荷量が低下したことで効率が向上し、システム全体のパフォーマンスを向上させる。例えば電池駆動の製品では、駆動時間の延長が期待できる。定格電流が増加し、電流伝送能力が向上するので複数のデバイスを並列に接続する必要がなくなり、BOMコストの削減とボードの節約も可能になる。さらに、リードタイムも短縮されている。もちろん、前世代のStrongIRFETからの置き換えも容易だ。

 StrongIRFET 2は、第1世代のStrongIRFETとOptiMOSのギャップを埋める製品と位置付けられる。「StrongIRFET 2では、OptiMOSで培った技術を活用して設計を最適化することで、より優れた価格性能比を実現することができた」とインフィニオンは説明する。

StrongIRFET 2は、第1世代のStrongIRFETとOptiMOSのギャップを埋める製品となる

 現在、StrongIRFET 2は、耐圧80Vおよび100Vで、TO-220パッケージで既に提供が開始されている。今後は、TO-220 FullPAK、D2PAKなど標準パッケージのオプションをさらに増やし、耐圧20〜400Vの製品をラインアップしていく予定だ。

 “汎用パワーMOSFET”としての位置付けは維持しつつ、価格性能比、設計のしやすさ、入手のしやすさ、堅ろう性の全てにおいて最良のバランスを追求したStrongIRFET 2。インフィニオンが培ってきた知見と技術が詰め込まれたこの最新の汎用パワーMOSFETは、さまざまな電子機器の高効率化や省エネルギー化に貢献するだろう。旧世代のユーザーだけでなく、汎用パワーMOSFETを探している新規のユーザーにとっても、最適な選択肢となるはずだ。

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提供:インフィニオン テクノロジーズ ジャパン株式会社
アイティメディア営業企画/制作:EDN Japan 編集部/掲載内容有効期限:2021年9月30日

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