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羅姆實現SiC-SBD與SiC-MOSFET一體化封裝 可替代Si-IGBT

發布時間:2012-06-18 來源:羅姆

產品特點:
  • SCH2080KE實現SiC-SBD與SiC-MOSFET的一體化封裝
  • 無開啟電壓,具備卓越的電流電壓特性
  • 正向電壓降低70%以上,減少了損耗和部件個數
  • 無尾電流,可進行低損耗開關
應用領域:
  • 工業設備和太陽能發電功率調節器等的逆變器、轉換器

羅姆面向工業設備和太陽能發電功率調節器等的逆變器、轉換器,開發出耐壓高達1200V的第2代SiC MOSFET“SCH2080KE”。本產品實現SiC-SBD與SiC-MOSFET的一體化封裝,比Si-IGBT相比,工作損耗降低了70%,并可達到50kHz以上的開關頻率。

本產品于世界首次成功實現SiC-SBD與SiC-MOSFET的一體化封裝。內部二極管的正向電壓(VF)降低70%以上,實現更低損耗的同時還可減少部件個數。該產品生產基地在ROHM Apollo Co., Ltd.(日本福岡縣),從6月份開始出售樣品,從7月份開始陸續量產。

現在,在1200V級別的逆變器和轉變器中一般使用Si-IGBT,但尾電流和外置FRD的恢復導致的功率轉換損耗較大,因此,更低損耗、可高頻動作的SiC-MOSFET的開發備受期待。但是,傳統的SiC-MOSFET,體二極管通電導致的特性劣化(導通電阻和正向電壓的上升/耐性劣化)和柵氧化膜故障等可靠性方面的課題較多,之前無法實現真正的全面導入。

此次,羅姆通過改善晶體缺陷相關工藝和元件構造,成功地攻克了包括體二極管在內的可靠性方面的所有課題。而且,與傳統產品相比,單位面積的導通電阻降低了約30%,實現了芯片尺寸的小型化。
 圖1:SiC-MOSFET與Si-IGBT的損耗特性比較
圖1:SiC-MOSFET與Si-IGBT的損耗特性比較

另外,通過獨創的安裝技術,還成功將傳統上需要外置的SiC-SBD一體化封裝,使SiC-MOSFET的體二極管長久以來的課題—降低正向電壓成為可能。
由此,與一般的逆變器中所使用的Si-IGBT相比,工作時的損耗降低了70%以上,實現了更低損耗的同時,還實現了50kHz以上的更高頻率,而且有助于外圍部件的小型化。

另外,此次還同時開發了與SiC-SBD非同一封裝的型號SiC-MOSFET“SCT2080KE”,提供滿足不同電路構成和客戶需求的產品。兩種產品將在6月19日(周二)~21日(周四)于上海世博展覽館舉行的聚集電力電子、智能運動、電力特性等最新技術的專業類展會“PCIM Asia 2012”的羅姆展臺展出。詳細特點描述如下:

SiC-MOSFET與SiC-SBD一體化封裝


成功實現“SCH2080KE”與傳統上需要外置的SiC-SBD的一體化封裝,降低了正向電壓。可減少部件個數,而且有助于進一步節省空間。產品陣容中還包括傳統結構的“SCT2080KE”,可滿足客戶的多種需求。
 圖2:SCH2080KE實現SiC-MOSFET與SiC-SBD一體化封裝
圖2:SCH2080KE實現SiC-MOSFET與SiC-SBD一體化封裝

無開啟電壓,具備卓越的電流電壓特性

通過優化工藝和元件構造,與第1代產品相比,單位面積的導通電阻降低約30%。不存在一般使用的Si-IGBT長久以來所存在的開啟電壓,因此即使在低負載運轉時損耗也很低。
 圖3:SiC-MOSFET不存在Si-IGBT的開啟電壓
圖3:SiC-MOSFET不存在Si-IGBT的開啟電壓

正向電壓降低70%以上,減少了損耗和部件個數
SiC-MOSFET的體二極管,在SiC物質特性的原理上決定了其開啟電壓較大,高達2.5V以上,常常成為逆變器工作時的損耗。“SCH2080KE”集SiC-SBD與SiC-MOSFET于同一封裝內,大大降低了正向電壓。不僅損耗更低,還可減少部件個數。
圖4:SCH2080KE憑借SiC-SBD將正向電壓降低了70%
圖4:SCH2080KE憑借SiC-SBD將正向電壓降低了70%

無尾電流,可進行低損耗開關
由于不會產生Si-IGBT中常見的尾電流,因此關斷時的開關損耗可減少90%,有助于設備更加節能。另外,達到了Si-IGBT無法達到的50kHz以上的開關頻率,因此,可實現外圍設備的小型化、輕量化。
 圖5:SiC-MOSFET不會產生Si-IGBT中常見的尾電流
圖5:SiC-MOSFET不會產生Si-IGBT中常見的尾電流
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