業(yè)界首家!無肖特基勢壘二極管的SiC-MOS模塊開始量產 ~支持1200V/180A,大幅降低逆變器電力損耗~
日本知名半導體制造商羅姆(總部位于日本京都)面向工業(yè)設備和太陽能發(fā)電功率調節(jié)器等的逆變器、轉換器,開始SiC-MOS模塊(額定1200V/180A)的量產。 該模塊內置的功率半導體元件全部由SiC-MOSFET構成,尚屬業(yè)界首次※。額定電流提高到180A,應用范圍更廣,非常有助于各種設備的低功耗化、小型化。 另外,生產基地在羅姆總部工廠(日本京都),已經(jīng)開始銷售樣品,預計12月份開始量產并出貨。 |
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羅姆于2012年3月世界首家實現(xiàn)內置的功率半導體元件全部由碳化硅構成的"全SiC"功率模塊(額定1200V/100A)的量產。該產品在工業(yè)設備等中的應用與研究不斷取得進展;而另一方面,在保持小型模塊尺寸的同時希望支持更大電流的需求高漲,此類產品的開發(fā)備受市場期待。
通常,為了實現(xiàn)大電流化,一般采用增加MOSFET使用數(shù)量等方法來實現(xiàn),但這需要整流元件即二極管配套使用,因此長期以來很難保持小型尺寸。
此次,羅姆采用消除了體二極管通電劣化問題的第2代SiC-MOSFET,成功開發(fā)出無需整流元件—二極管的SiC功率模塊(SiC-MOS模塊),使SiC-MOSFET的搭載面積増加,在保持小型模塊尺寸的同時實現(xiàn)了大電流化。 內置的SiC-MOSFET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各種課題。 由此,與逆變器中使用的一般Si-IGBT相比,損耗降低50%以上,在實現(xiàn)更低損耗的同時,還實現(xiàn)了50kHz以上的更高頻率,有利于外圍元件的小型化。 |
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<特點>
1.MOS單體即可保持開關特性不變。無尾電流,開關損耗更低? 即使去掉SBD亦可實現(xiàn)與以往產品同等的開關特性。由于不會產生Si-IGBT中常見的尾電流,損耗可降低50%以上,有助于設備更加節(jié)能。另外,達到了Si-IGBT無法達到的50kHz以上的開關頻率,因此,還可實現(xiàn)外圍設備的小型化、輕量化。 |
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2.可逆向導通,實現(xiàn)高效同步整流電路
一般Si-IGBT元件無法逆向導通,而SiC-MOSFET可通過體二極管實現(xiàn)常時逆向導通。另外,通過輸入柵極信號,還可實現(xiàn)MOSFET的逆向導通,與二極管相比,可實現(xiàn)更低電阻。通過這些逆向導通特性,與二極管整流方式相比,可在1000V以上的范圍采用高效同步整流方式的技術。 |
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3.成功解決體二極管的通電劣化,通電時間達1000小時以上且無特性劣化 羅姆究明了體二極管通電的缺陷擴大機理,通過工藝、元件結構成功控制了產生劣化的因素。一般產品通電時間超過20小時導通電阻就會大幅增加,但本產品通電時間達1000小時以上導通電阻也不會增大。 |
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<用語說明>
? 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(jīng)過此二極管,因此要求具備低VF值和 高速恢復特性。
2.尾電流(Tail current)?
? IGBT 中的關斷時流過的瞬態(tài)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。
3.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(jīng)而實現(xiàn)低導通電阻的功率晶體管。
4.正向電壓 (VF: Forward Voltage)
? 正向電流流經(jīng)時二極管產生的電壓值。數(shù)值越小耗電量越小。
5.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(shù),數(shù)值越小性能越高。