Toshiba stellt ersten 30 V, n-Kanal, Common-Drain-MOSFET vor

Angesichts der weiten Verbreitung von USB-Schnittstellen wurden viele Komponenten und Bauelemente entwickelt, die USB-Standards unterstützen. Der USB Power Delivery (USB PD)-Standard unterstützt höhere Stromstärken von 15 W (5 V / 3 A) bis maximal 240 W (48 V / 5 A) und ermöglicht die Vertauschung der Stromversorgungs- und - eingangsseite. Dafür müssen Geräte mit USB-Ladefunktion eine bidirektionale Stromversorgung unterstützen. Genau für diesen Anwendungsfall wurde der neue nKanal, Common-Drain-MOSFET SSM10N961L konzipiert.

Bisher waren n-Kanal, Common-Drain-MOSFETs von Toshiba auf 12 V ausgelegte Produkte, die hauptsächlich für den Schutz von Lithium-Ionen (Li-Ion)-Akkus in Smartphones gedacht waren. Das neu vorgestellte 30-V-Produkt kann für Anwendungen eingesetzt werden, die mit höheren Spannungen als 12 V arbeiten, wie z. B. beim Umschalten von Lasten für Stromleitungen von USB-Ladegeräten und zum Schutz von Li-Ion-Akkus für akkubetriebene Geräte.

Der SSM10N961L kombiniert zwei n-Kanäle in einer Common-Drain-Konfiguration, was einen bidirektionalen Betrieb ermöglicht. Die Source-Source-Durchbruchsspannung (V(BR)SSS) beträgt 30 V für den Einsatz in Anwendungen mit höherer Spannung, wie beispielsweise in Laptops und Tablets. Um die Verluste in allen Anwendungen zu verringern, beträgt der Source-Source-Einschaltwiderstand (RSS(ON)) in der Regel 9,9 mΩ.

Bei Integration in ein Cu-Pad mit 18 µm und 407 mm2 beträgt der Nennstrom des Bauelements 9,0 A. Wenn die Größe und Dicke des Pads auf 70 µm und 687,5 mm2 erhöht wird, steigt der Nennstrom auf 14,0 A.

Trotz der hohen Strombelastbarkeit des SSM10N961L ist das Bauelement in einem kleinen, dünnen Gehäuse (TCSPAG-341501) verbaut, das nur 3,37 mm × 1,47 mm x 0,11 mm misst und damit die Entwicklung von Lösungen mit hoher Packungsdichte ermöglicht.

Durch Kombinieren des neuen Bauelements mit einem TCK42xG-Treiber-IC kann ein Lastschaltkreis mit einer Rückflussverhinderungsfunktion oder ein LeistungsmultiplexerSchaltkreis gebildet werden, der zwischen Make-Before-Break (MBB) und Break BeforeMake (BBM) umschalten kann.

Toshiba hat dazu einen Leistungsmultiplexer-Schaltkreis als Referenzdesign veröffentlicht, der auf dieser Produktkombination basiert. Die Funktion des Schaltkreises wurde von Toshiba verifiziert, sodass Entwickler sicher sein können, dass er den Designprozess vereinfacht und die Zeitspanne verkürzt.

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