满足电子化需求的汽车应用解决方案
品慧电子讯随着汽车朝向电子化发展，无论是传统燃油车还是混合／纯电动车，都使用越来越多的电子零部件，使得汽车应用市场蓬勃发展，也为电子产业带来庞大的商机。本文将为您简介汽车应用市场的发展，以及由Nexperia所推出的解决方案。
汽车电子市场快速发展商机庞大
汽车应用除了朝向电动化发展之外，就算是燃油车也逐步增加越来越多的安全、照明、娱乐设备，采用越来越多的电子系统，常见的汽车电子应用包括ADAS雷达传感器模块、安全气囊控制器、防死锁制动系统、自动HVAC BLDC电机、冷却风扇、电子燃油喷射、电动助力转向、自适应LED前照灯、车载充电器（On-Board Charger, OBC）、车载网络（CAN/LIN/FlexRay）、多媒体／信息娱乐系统、触摸屏幕、摄像机、LED照明、DC/DC转换器等，所需的电子产品与市场商机相当庞大。
此外，当今世界对汽车要求必须更加节能高效，全球各国政府均强制规定降低汽车的二氧化碳排放量，以应对气候变化和保护资源。因此，核心之处在于动力传动系统——不论是燃烧式动力还是混合动力或全电动系统，而动力系统、底盘、安全、照明和车身电子设备方面的创新技术和系统，也有助于提升车辆的整体效能，以减少燃油消耗、二氧化碳排放量并降低成本。当今的汽车正在经历着重大变革，车厂与汽车零部件制造商都必须提升产品的效率与效能，才能因应市场需求的变化。
Nexperia公司生产的产品相当多样，包括双极晶体管、二极管、静电放电保护（ESD）、瞬态电压抑制二极管（TVS）、金属氧化物半导体场效晶体管（MOSFET）和逻辑器件等，针对汽车产业应用，Nexperia始终如一地提供具有优异功能和出色性能的产品，并采用适当的封装，从而帮助用户在竞争激烈的市场中通过“提升效率”致胜。
Nexperia为汽车产业提供各种专用分立器件、MOSFET器件和逻辑器件，产品完全符合AEC-Q100/Q101标准，配合传统动力系统、底盘和车身电子设备，Nexperia的创新解决方案支持各种新型系统设计，兼容未来设计方案，从无线汽车安全系统到电动车充电器，应用十分广泛，以专用的制造和供应链为基础，生产节能高效且设计简洁的产品，并能够满足长期批量供货需求。以下将为您重点介绍Nexperia几款重点产品供您参考。
满足汽车以太网规范的ESD保护器件
为了在汽车连接和电气化方面迈出下一步，需要高速和高带宽的汽车以太网，众多行业领导者在OPEN Alliance SIG内开展合作，以鼓励汽车采用以太网，关键目标是实现现有IEEE 100BASE-T1/1000BASE-T1物理层规范的部署，并补充符合性和互操作性的规范，但随着更先进的电气设计，分立式ESD保护则变得越来越重要。
Nexperia针对汽车以太网ESD保护器件推出多款产品组合，这些器件均符合AEC-Q101标准，并且符合IEEE OPEN Alliance 100BASE-T1和1000BASE-T1标准的ESD保护器件，旨在保护两条总线线路免受ESD和其他瞬变造成的损坏。
以Nexperia推出的PESD2ETH1GXT-Q、PESD1ETH1GLS-Q和PESD1ETH1GXLS-Q为例，这三款器件是基于硅的，与压敏电阻等替代ESD保护解决方案相比，具有多项优势，可提供更高的可靠性，改进的1 pF（最大值）二极管电容，可确保更好的信号完整性。
由于这些ESD保护器件完全符合IEEE OPEN Alliance的100BASE-T1和1000BASE-T1测试规范，这意味着客户无需进行自己的认证。在测试条件下，它们的性能优于AEC-Q101认证标准2倍，因此客户可以放心满足最高的汽车质量要求，并提供最高程度的可靠性。
与其他竞争产品相比，这三款ESD保护器件结合了硅技术和回弹特性，降低了钳位电压和剩余电流，并可选择最小的有铅（SOT23）和无铅（DFN1006BD-2/SOD882BD）封装，以提供最大的设计灵活性，无铅封装具有可润湿边侧面，可实现自动光学检测（AOI），从而提高装配良率。
氮化镓场效应晶体管具有高功率转换效率
汽车的电气化发展使得高功率要求日益增长，也都需要提升功率转换效率，降低功率损耗是行业面临的一大挑战，而氮化镓（GaN）则有望成为主流技术。与硅（Si）和碳化硅（SiC）解决方案相比，氮化镓技术展现了更好的性能优势。具体而言，GaN场效应晶体管（FET）可以较低的系统成本提供最好的效率，同时使系统更轻、更小、温度更低。性能更好的GaN功率晶体管可适用于更高的功率，可符合电动汽车的车规要求。
Nexperia推出了多款GaN FET器件，采用下一代高压GaN HEMT H2技术，以及TO-247和Nexperia专有的CCPAK表面贴装封装，器件实现了卓越的开关品质因数（FOM）和通态性能，并提高了稳定性、简化了应用设计，这要归功于它们的级联配置，无需复杂的驱动器和控制。
新的GaN技术采用了外延通孔，可减少缺陷并将芯片尺寸缩小约24%。在传统TO-247的初始版本中，具有高阈值电压和低二极管正向电压的RDS(on)，也降低到仅41 mΩ（最大值，35 mΩ典型值，在25℃时）。对于CCPAK表面贴装版本，该降低程度将进一步增加至39 mΩ（最大值，典型值为33 mΩ，在25℃时）。由于这些部件配置为级联器件，因此使用标准Si MOSFET驱动器也很容易驱动它们，两个版本均满足AEC-Q101对汽车应用的要求。
Nexperia继续投资开发和扩展其使用下一代GaN工艺的产品系列，最初为功率模块制造商发布传统的TO-247版本和裸片格式，然后推出高性能表面贴装CCPAK封装。Nexperia的CCPAK表面贴装封装采用Nexperia久经考验的创新铜夹封装技术来替代内部键合线，可以减少寄生损耗，优化电气和热性能，并提高可靠性。CCPAK GaN FET可用于顶部或底部冷却配置，使其用途广泛并有助于进一步改善散热。
Nexperia推出的GaN FET器件，包括TO-247封装的650 V GAN041-650WSB和CCPAK封装的GAN039-650NBB，是高效、经济的解决方案，可用于650 V和约30-40 mΩ RDS(on)的高功率转换，其中应用包括车载充电器、电动汽车中的DC/DC转换器和牵引逆变器。
采用新封装技术的肖特基整流二极管
肖特基二极管是一种导通电压降较低、允许高速切换的二极管，是利用肖特基能障特性而产生的电子器件，一般的二极管在电流流过时，会产生约0.7-1.7 V的电压降，不过肖特基二极管的电压降只有0.15-0.45 V，因此可以提升系统的效率，并产生整流的效果。
为了提升肖特基整流器的性能，Nexperia推出采用铜夹片粘合FlatPower（Clip Bond FlatPower, CFP）封装的沟槽肖特基整流器，可满足高效和节省空间设计的挑战性需求。采用CFP封装的肖特基整流器结合了低反向电流、低正向电压和最低Qrr，可在高环境温度下实现最佳效率。Nexperia提供多款具有高功率能力的CFP封装选项，是SMA封装的真正替代品，具有更好的热性能，占用空间更小，相当适合汽车应用。
在现代汽车架构中，电子控制单元（ECU）的数量正逐渐减少，只剩下负责前桥、后桥和车身控制的高性能、功能丰富的ECU。因此，此类单元的二极管器件密度大幅度提高，而为了实现这些更高密度的设计，制造商越来越依赖于现代多层PCB。与使用SMA封装的二极管器件相比，采用这些多层PCB的垂直散热设计，让设计人员可通过CFP2-HP节省高达75%的电路板空间，同时保持同一水平的电气性能。这种耐用的封装设计可延长二极管器件的运行时间，并提高板级可靠性，同时新型引线形状可改善自动光学检测（AOI）性能。
Nexperia日前推出适用于电力应用的多款整流二极管，其采用新型CFP2-HP封装，可提供标准版和AECQ-101版，其中包括45 V、60 V和100 V沟槽肖特基整流二极管（带1 A和2 A选项），例如PMEG100T20ELXD-Q就是一款100V、2 A的沟槽肖特基整流二极管。针对要求超快速恢复的应用，Nexperia还在产品组合中增加了200 V、1 A的PNE20010EXD-Q整流二极管。
结语
汽车电子应用市场正呈现蓬勃发展的趋势，采用质量稳定、效率高、符合产业规范的电子器件，将是开发汽车电子相关产品的重要关键。Nexperia拥有相当多样且完整的汽车电子ESD保护器件、功率转换器件与整流器等产品线，能够满足客户多样化的开发需求，值得您进一步了解与采用。
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