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新低导通电阻SiC MOSFET加快车载主机逆变器普及

   日期:2021-07-07    

近年来,新一代电动汽车(xEV)的进一步普及,促进了更高效、更小型、更轻量的电动系统的开发。特别是在驱动中发挥核心作用的主机逆变器系统,其小型高效化已成为重要课题之一,这就要求进一步改进功率元器件。

另外,在电动汽车(EV)领域,为延长续航里程,车载电池的容量呈日益增加趋势。与此同时,要求缩短充电时间,并且电池的电压也越来越高(800V)。为了解决这些课题,能够实现高耐压和低损耗的SiC功率元器件被寄予厚望。

近日,半导体制造商ROHM开发出“1200V 第4代SiC MOSFET”,非常适用于包括主机逆变器在内的车载动力总成系统和工业设备的电源。

对于功率半导体来说,当导通电阻降低时短路耐受时间就会缩短,两者之间存在着矛盾权衡关系,因此在降低SiC MOSFET的导通电阻时,如何兼顾短路耐受时间一直是一个挑战。

新低导通电阻SiC MOSFET加快车载主机逆变器普及

此次开发的新产品,通过进一步改进ROHM独有的双沟槽结构,改善了二者之间的矛盾权衡关系,与以往产品相比,在不牺牲短路耐受时间的前提下成功地将单位面积的导通电阻降低了约40%。

而且,通过大幅减少寄生电容(开关过程中的课题),与以往产品相比,成功地将开关损耗降低了约50%。

因此,采用低导通电阻和高速开关性能兼具的第4代 SiC MOSFET,将非常有助于显著缩小车载逆变器和各种开关电源等众多应用的体积并进一步降低其功耗。本产品已于2020年6月份开始以裸芯片的形式依次提供样品,未来计划以分立封装的形式提供样品。

<特点>

1.通过改善沟槽结构,实现业界极低的导通电阻

新低导通电阻SiC MOSFET加快车载主机逆变器普及

ROHM通过采用独有结构,于2015年成功实现沟槽结构SiC MOSFET的量产。其后,一直致力于进一步提高元器件的性能,但在降低低导通电阻方面,如何兼顾存在矛盾权衡关系的短路耐受时间一直是一个挑战。

此次,通过进一步改善ROHM独有的双沟槽结构,在不牺牲短路耐受时间的前提下,成功地使导通电阻比以往产品降低约40%。

2.通过大幅降低寄生电容,实现更低开关损耗

新低导通电阻SiC MOSFET加快车载主机逆变器普及

通常,MOSFET的各种寄生电容具有随着导通电阻的降低和电流的提高而增加的趋势,因而存在无法充分发挥SiC原有的高速开关特性的课题。

此次,通过大幅降低栅漏电容(Cgd),成功地使开关损耗比以往产品降低约50%。


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