近年來,新一代電動汽車(xEV)的進一步普及,促進了更高效、更小型、更輕量的電動系統(tǒng)的開發(fā)。特別是在驅(qū)動中發(fā)揮核心作用的主機逆變器系統(tǒng),其小型高效化已成為重要課題之一,這就要求進一步改進功率元器件。
另外,在電動汽車(EV)領(lǐng)域,為延長續(xù)航里程,車載電池的容量呈日益增加趨勢。與此同時,要求縮短充電時間,并且電池的電壓也越來越高(800V)。為了解決這些課題,能夠?qū)崿F(xiàn)高耐壓和低損耗的SiC功率元器件被寄予厚望。
近日,半導體制造商ROHM開發(fā)出“1200V 第4代SiC MOSFET”,非常適用于包括主機逆變器在內(nèi)的車載動力總成系統(tǒng)和工業(yè)設(shè)備的電源。
對于功率半導體來說,當導通電阻降低時短路耐受時間就會縮短,兩者之間存在著矛盾權(quán)衡關(guān)系,因此在降低SiC MOSFET的導通電阻時,如何兼顧短路耐受時間一直是一個挑戰(zhàn)。
此次開發(fā)的新產(chǎn)品,通過進一步改進ROHM獨有的雙溝槽結(jié)構(gòu),改善了二者之間的矛盾權(quán)衡關(guān)系,與以往產(chǎn)品相比,在不犧牲短路耐受時間的前提下成功地將單位面積的導通電阻降低了約40%。
而且,通過大幅減少寄生電容(開關(guān)過程中的課題),與以往產(chǎn)品相比,成功地將開關(guān)損耗降低了約50%。
因此,采用低導通電阻和高速開關(guān)性能兼具的第4代 SiC MOSFET,將非常有助于顯著縮小車載逆變器和各種開關(guān)電源等眾多應用的體積并進一步降低其功耗。本產(chǎn)品已于2020年6月份開始以裸芯片的形式依次提供樣品,未來計劃以分立封裝的形式提供樣品。
<特點>
1.通過改善溝槽結(jié)構(gòu),實現(xiàn)業(yè)界極低的導通電阻
ROHM通過采用獨有結(jié)構(gòu),于2015年成功實現(xiàn)溝槽結(jié)構(gòu)SiC MOSFET的量產(chǎn)。其后,一直致力于進一步提高元器件的性能,但在降低低導通電阻方面,如何兼顧存在矛盾權(quán)衡關(guān)系的短路耐受時間一直是一個挑戰(zhàn)。
此次,通過進一步改善ROHM獨有的雙溝槽結(jié)構(gòu),在不犧牲短路耐受時間的前提下,成功地使導通電阻比以往產(chǎn)品降低約40%。
2.通過大幅降低寄生電容,實現(xiàn)更低開關(guān)損耗
通常,MOSFET的各種寄生電容具有隨著導通電阻的降低和電流的提高而增加的趨勢,因而存在無法充分發(fā)揮SiC原有的高速開關(guān)特性的課題。
此次,通過大幅降低柵漏電容(Cgd),成功地使開關(guān)損耗比以往產(chǎn)品降低約50%。