Toshiba, prima al mondo, ha sviluppato un sensore di corrente shunt MOS integrato in un modulo half bridge (HB). Il sensore consente ai sistemi elettronici di potenza di monitorare la corrente con elevata precisione senza che ciò determini un aumento delle perdite; se utilizzato in dispositivi basati su elementi al nitruro di gallio (GaN), questa tecnologia contribuirà alla riduzione delle dimensioni dei sistemi e delle apparecchiature elettroniche di conversione dell’energia.
Lo sforzo per raggiungere la carbon neutrality richiede apparecchiature elettroniche più efficienti, in particolare sistemi di piccole dimensioni. A tale scopo, integrare moduli HB e sensori di corrente su un chip si è rivelato difficile in quanto questi ultimi debbono essere posizionati su entrambi i lati degli induttori. Gli sforzi per ridurre la dissipazione di potenza (ovvero il calore) riducono la precisione del rilevamento della corrente, poiché vengono utilizzati resistori di shunt. La tecnologia odierna può realizzare sensori di corrente ad alta precisione, ma non ridurre le perdite.
La nuova tecnologia di Toshiba utilizza una configurazione cascode che comprendente un MOSFET a bassa tensione collegato a un transistor GaN per il rilevamento della corrente, che consente di fare a meno del resistore di shunt eliminando la relativa perdita di energia.
Le prestazioni e l’accuratezza della misurazione sono migliorate dall’ottimizzazione del circuito e da una tecnologia di calibrazione all’avanguardia che garantisce una larghezza di banda di oltre 10 MHz. Integrato in un modulo HB, il nuovo dispositivo migliora la frequenza di commutazione, riduce le dimensioni di condensatori e induttori e contribuisce a ridurre le dimensioni complessive.
I semiconduttori di potenza che migliorano l’efficienza dei convertitori di potenza, in particolare i dispositivi GaN, sono un’area di interesse fondamentale per Toshiba. La società intende accelerare la corsa verso la carbon neutrality promuovendo rapidamente l’integrazione di questa nuova tecnologia nei semiconduttori di potenza per assicurarsi un importante vantaggio competitivo.
I dettagli di questa nuova tecnologia sono presentati in un documento pubblicato sul sito web del Japanese Journal of Applied Physics (JJAP).
Toshiba ha già anticipato questa nuova tecnologia durante l’International Conference on Solid State Devices & Materials (SSDM), una conferenza internazionale tenutasi a settembre 2021.
