日本知名半導體制造商羅姆（總部位于日本京都）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（Silicon carbide：碳化硅）MOSFET“SCH2080KE”。此產品損耗低，可靠性高，在各種應用中非常有助于設備實現更低功耗和小型化。

 

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。

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。※根據羅姆的調查（截至2012年6月14日）

 

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。

 

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。歡迎蒞臨現場參觀。

 

特點

1）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。

 

 

2）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。

 

3）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。

 

4）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。

 

術語解說

---- 體二極管(Body diode)

MOSFET的結構中，寄生于內部而形成的二極管。逆變器工作時，電流經過此二極管，因此要求具備低VF值和高速恢復特性。

 

---- 尾電流（Tail current）

IGBT中的關斷時流過的瞬態電流。因空穴注入的積累時間而產生。此期間內需要較高的漏極電壓，因此產生較大的開關損耗。

 

---- IGBT (Insulated Gate Bipolar Transistor：絕緣柵雙極晶體管)

不僅電子，不同的空穴，電流流經而實現低導通電阻的功率晶體管。因空穴注入的積累時間無法高速動作，具有開關損耗較大的問題。

 

---- 正向電壓（VF　：Forward Voltage)

正向電流流經時二極管產生的電壓值。數值越小耗電量越小。

 

---- 導通電阻

功率元件工作時的電阻值。這是影響功率MOSFET性能的最重要的參數，數值越小性能越高。