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～

更新時間：2012-12-25 | 發(fā)布人：
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。 		?
?※根據(jù)羅姆調查(截至2012年12月12日)

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。


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。


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。

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

＜用語說明＞

1.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(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。
? 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。
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。