摘要:近日有消息傳出,日本半導(dǎo)體制造商羅姆將投入量產(chǎn)碳化硅(SiC) MOSFET 模組(額定規(guī)格1200V/180A),據(jù)說,這款MOS管模組采用了將功率半導(dǎo)體元件內(nèi)建于碳化硅MOSFET的結(jié)構(gòu),將額定電流提高至180A,不僅擴(kuò)大了應(yīng)用范圍,還有效協(xié)助各種裝置達(dá)到低功耗及小型化,可適用于工業(yè)裝置、太陽能發(fā)電功率調(diào)節(jié)器(Powerconditioner)等變流器/轉(zhuǎn)換器(inverter/converter),產(chǎn)品制造地點(diǎn)為ROHM總公司工廠(位于日本京都市),目前已經(jīng)開始樣品出貨,并預(yù)定自12月開始正式量產(chǎn)及出貨。
ROHM于2012年3月正式投入「全碳化硅功率模組」(額定規(guī)格1200V/100A)的量產(chǎn),此一產(chǎn)品完全使用碳化硅作為功率半導(dǎo)體的元件結(jié)構(gòu),雖然目前還在工業(yè)裝置應(yīng)用領(lǐng)域推廣中,但市場上極度期盼此類產(chǎn)品既能夠維持小體積同時(shí)又能產(chǎn)生大電流,因此本產(chǎn)品的研發(fā)備受期待。要產(chǎn)生大電流,通常會(huì)采取增加MOSFET的配置數(shù)量等方式,此外,還必須在裝置上加裝二極體等整流元件,因此要維持小型體積十分困難。
為解決本體二極管(Bodydiode)的通電劣化問題,ROHM採用了第2代的碳化硅MOSFET,成功地研發(fā)出不需以二極管作為整流元件的碳化硅功率模組(碳化硅MOSFET模組),藉由增加碳化硅MOSFET的配置面積,讓模組的體積維持不變,并同時(shí)達(dá)成大電流的目標(biāo)。

內(nèi)建碳化硅MOSFET可改善結(jié)晶缺陷相關(guān)的制造與元件結(jié)構(gòu),因此能成功地克服本體二極管(Bodydiode)等元件在可靠性上的問題。相較于一般轉(zhuǎn)換器所使用的硅質(zhì)IGBT,可減少損耗達(dá)50%以上,除了降低損耗外,還能達(dá)到50kHz以上的高頻,也能使用較小型的周邊零件。
該款MOSFET單體仍維持切換特性,同時(shí)創(chuàng)造出無尾電流、低功耗之切換品質(zhì),即使不使用肖特基二極管,仍能達(dá)到和傳統(tǒng)產(chǎn)品同級的切換特性,而且不會(huì)產(chǎn)生在硅質(zhì)IGBT上所常見的尾電流,因此可成功降低損耗達(dá)50%以上,有效為裝置的節(jié)能化帶來助益。此外,高達(dá)50kHz以上的切換頻率,也是硅質(zhì)IGBT所無法達(dá)成的,因此就連周邊裝置也能一舉實(shí)現(xiàn)小型化與輕量化的目標(biāo)。
ROHM表示,一般來說,硅質(zhì)IGBT元件無法被逆向?qū)?,而碳化硅MOS管因?yàn)槭潜倔w二極管,因此隨時(shí)可逆向?qū)?。此外,加入閘極訊號后,即可讓MOSFET進(jìn)行逆向?qū)ǎ噍^于只使用二極體的方式,更能夠達(dá)到低電阻目標(biāo)。利用此種逆向?qū)ㄌ匦运苌鰜淼母咝释秸骷夹g(shù),讓產(chǎn)品即使在1000V以上的電壓時(shí),也能創(chuàng)造出高于二極管整流方式之絕佳效率。
本體二極管具有通電時(shí)會(huì)使缺陷擴(kuò)大的特性,因此ROHM由製程及元件結(jié)構(gòu)兩方面著手,成功地解決發(fā)生缺陷的塬因。一般產(chǎn)品只要超過20小時(shí),導(dǎo)通(ON)電阻就會(huì)大幅增加,不過,本產(chǎn)品即使通電時(shí)間超過1000小時(shí),導(dǎo)通(ON)電阻也不會(huì)增加。
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