未来电子元器件将向小型节能耐高压化加速发展

[导读] 从通信、汽车产品到电气、能源等领域,分立元器件的用途广泛、多种多样。然而,针对不同应用的产品,例如汽车中使用的智能通信设备或基于手机的设备,均不可避免地存在一些不

从通信、汽车产品到电气、能源等领域,分立元器件的用途广泛、多种多样。然而,针对不同应用的产品,例如汽车中使用的智能通信设备或基于手机的设备,均不可避免地存在一些不足:要么针对手机技术设计得非常小巧,要么具有达到汽车行业要求的高可靠性和耐用性,但二者以往却无法兼得。

由于汽车的EV(电动汽车)化和智能手机(多功能手机)需求的多样化,电子元器件在各个领域内将向着小型化、节能化和耐高压化加速发展。罗姆公司相关人士对笔者表示,伴随着智能手机、平板电脑等电子产品小型化、薄型化的需求,电阻器、晶体管、二极管、钽电容和LED等所有的分立器件产品,都出现了小型化、薄型化的阵容。

TDK集团旗下爱普科斯(EPCOS)公司认为,车载智能通信对于道路运输的重要性正变得越来越高。同时,无论何种车辆,其与电信和IT相关的技术都在不断的增长。目前绝大多数车载智能通信功能仅局限于可以接收GPS等信息的设备上。然而,随着手机的附加功能越来越多,所使用的设备中已经有越来越多能够同时发送和接收信息。爱普科斯设计的声表面波(SAW)滤波器具有很强的针对性和不同的封装尺寸,是实现上述功能的最佳选择。

针对过去稳定性和小巧尺寸无法兼得的挑战,爱普科斯公司的芯片尺寸封装(CSSP)声表面波滤波器的尺寸仅为1.4×1.1mm2,可以同时满足高可靠性的要求和AEC-Q200的标准(图1)。

图1:汽车行业对声表面波滤波器的要求。TDK集团用于汽车电子设备的爱普科斯(EPCOS)声表面波滤波器可以同时满足小巧尺寸和性能稳定。

湿度试验、快速温度循环实验以及AEC-Q200标准规定的高温作业温度为元件的稳定性带来了特殊的挑战。为了赢得挑战,声表面波滤波器在设计上必须完全满足所有要求。这是与未符合AEC-Q200标准的声表面波滤波器的最大不同。

爱普科斯现在可提供多种符合AEC-Q200标准的、用于各种卫星导航系统的声表面波滤波器元件(单工和同向双工)。其封装尺寸从3.0×3.0 mm2至1.4×1.1mm2不等,并且提供了不同的中心频率、插入衰减和可用带宽。此外,该公司还将为中国的卫星导航系统“指南针”开发合适的滤波器。

针对手机应用,爱普科斯推出了两款最新的高线性双工器B7654和B7928。这两款产品分别适用于CDMA和LTE波段13。在手机上同时使用这两款双工器可以实现声音与数据的同步传送。由于线性度得到了很大改善,输入路径的灵敏度也得到了相应的提高。这样就不需要再为线性化增加元件了。因此,手机研发可以大大简化RF输入电路。

B7654双工器主要用于频率范围为824~849MHz的发射端(TX)及频率范围为869~894MHz的接收端(RX)。其发射频段和接收频段之间的衰减可达57dB,干扰GPS频率被衰减了40dB。B7928双工器则主要用于频率范围为777~787MHz的发射操作(TX)及频率范围为746~756MHz的接收操作(RX)。其发射频段和接收频段之间的衰减可达62dB,干扰GPS频率被衰减了45dB。虽然这两款双工器拥有出色的性能特征,但它们的尺寸却只有2.5×3.0mm2。

罗姆公司相关人士表示,除小型、薄型的产品外,小型大功率产品和功率元器件产品也备受业界关注。近年来,在工控设备、太阳能电池、电动汽车和铁路等电源电子领域,SiC元器件/模块材料与Si元器件相比,其特性更加出色,在电力转换时损耗更小,应用也备受期待。罗姆针对工控设备而设计的“全SiC”功率模块,额定电压/电流达1200V/100A(图2)。罗姆对SiC元器件拥有超过十年的研究经验,并且通过收购德国晶圆供应商SiCrystal公司,确立了从晶圆加工到封装的“一条龙生产体制”。今后该公司还将面向太阳能发电系统、风力发电系统推出新的全SiC功率模块,并将额定值提高至1700V/300A,以扩大目标市场。

图2:内置了最先进SiC-SBD与SiC-MOSFET的“全SiC”模块,与传统的Si-IGBT相比,开关损耗可降低85%。

该公司最近开发了多款新产品,其中包括实现业界最高级别开关性能的“DC/DC转换器用耐压30V的功率MOSFET”16种产品系列。凭借产品独特的高效率特性,将有助于各种设备DC/DC电源电路的低功耗化。同时,其最近开发的在高温环境下也不会出现热失控的超低IR肖特基势垒二极管,可以削减约40%的车载、电源设备功耗。这将有助于电动汽车和混合型汽车(HEV)等要求低功耗的电路的节能化。

目前,爱普科斯适用于多种手机频率、封装尺寸为2.0×1.6mm2的符合AEC-Q200标准的双工器的工作正在紧张的进行中。该公司预计到2012年年中,可以提供工程样本。同时,该公司将继续扩大自己的产品范围,以不断满足客户和集成电路制造商的要求。


精彩评论 0

还可以输入100个字,评论长度3个中文字符以上
105564000:2018-02-23 14:56:49