ROHM開發(fā)出內(nèi)置SiC二極管的IGBT（Hybrid IGBT）“RGWxx65C系列”

全球知名半導(dǎo)體制造商ROHM（總部位于日本京都市）開發(fā)出650V耐壓、內(nèi)置SiC肖特基勢壘二極管的IGBT（Hybrid IGBT）“RGWxx65C系列”（RGW60TS65CHR、RGW80TS65CHR、RGW00TS65CHR），且均符合汽車電子產(chǎn)品可靠性標(biāo)準(zhǔn)“AEC-Q101*1”。該產(chǎn)品適用于以電氣化車輛為首的電動汽車（xEV）中的車載充電器和DC/DC轉(zhuǎn)換器、以及太陽能發(fā)電用的功率調(diào)節(jié)器等處理大功率的汽車電子設(shè)備和工業(yè)設(shè)備。

近年來，在全球“創(chuàng)建無碳社會”和“碳中和”等減少環(huán)境負(fù)荷的努力中，電動汽車（xEV）得以日益普及。為了進(jìn)一步提高系統(tǒng)的效率，對各種車載設(shè)備的逆變器和轉(zhuǎn)換器電路中使用的功率半導(dǎo)體也提出了多樣化需求，超低損耗的SiC功率元器件（SiC MOSFET、SiC SBD等）和傳統(tǒng)的硅功率元器件（IGBT、SJ-MOSFET等）都在經(jīng)歷技術(shù)變革。

ROHM致力于為廣泛的應(yīng)用提供有效的電源解決方案，不僅專注于行業(yè)先進(jìn)的SiC功率元器件，還積極推動Si功率元器件和驅(qū)動IC的技術(shù)及產(chǎn)品開發(fā)。此次，開發(fā)了能夠為普及中的車載、工業(yè)設(shè)備提供更高性價比的Hybrid IGBT。

“RGWxx65C系列”是Hybrid型IGBT，在IGBT*2的反饋單元（續(xù)流二極管）中采用了ROHM的低損耗SiC肖特基勢壘二極管（SiC SBD），成功大幅降低以往IGBT產(chǎn)品導(dǎo)通時的開關(guān)損耗（以下稱“開通損耗”*3）。在車載充電器中采用本產(chǎn)品時，與以往IGBT產(chǎn)品相比，損耗可降低67％，與超級結(jié)MOSFET （SJ-MOSFET）相比，損耗可降低24％，有助于以更高的性價比進(jìn)一步降低車載和工業(yè)設(shè)備應(yīng)用的功耗。

新產(chǎn)品已于2021年3月開始出售樣品（樣品價格：1,200日元/個，不含稅），預(yù)計將于2021年12月起暫以月產(chǎn)2萬個的規(guī)模投入量產(chǎn)。另外，在ROHM官網(wǎng)上還免費提供評估和導(dǎo)入本系列產(chǎn)品所需的豐富設(shè)計數(shù)據(jù)，其中包括含有驅(qū)動電路設(shè)計方法的應(yīng)用指南和SPICE模型等，以支持快速引入市場。

今后，ROHM將繼續(xù)開發(fā)滿足各種需求的低損耗功率元器件，同時，提供設(shè)計工具以及各種解決方案，通過助力應(yīng)用系統(tǒng)的節(jié)能和小型化為減輕環(huán)境負(fù)荷貢獻(xiàn)力量。

＜新產(chǎn)品特點＞

●   損耗比以往IGBT產(chǎn)品低67％，為普及中的車載電子設(shè)備和工業(yè)設(shè)備提供更高性價比

“RGWxx65C系列”是Hybrid型IGBT，在IGBT的反饋單元（續(xù)流二極管）中采用了ROHM的低損耗SiC SBD。與以往使用Si快速恢復(fù)二極管（Si-FRD）的IGBT產(chǎn)品相比，成功地大幅降低了開通損耗，在車載充電器應(yīng)用中損耗比以往IGBT產(chǎn)品低67％。與通常損耗小于IGBT的SJ-MOSFET相比，損耗也可降低24％。在轉(zhuǎn)換效率方面，新產(chǎn)品可以在更寬的工作頻率范圍確保97％以上的高效率，并且在100kHz的工作頻率下，效率可比IGBT高3％，有助于以更高的性價比進(jìn)一步降低車載和工業(yè)設(shè)備應(yīng)用的功耗。

●   符合AEC-Q101標(biāo)準(zhǔn)，可在惡劣環(huán)境下使用

新系列產(chǎn)品還符合汽車電子產(chǎn)品可靠性標(biāo)準(zhǔn)“AEC-Q101”，即使在車載和工業(yè)設(shè)備等嚴(yán)苛環(huán)境下也可以安心使用。

＜Hybrid IGBT“RGWxx65C系列”產(chǎn)品陣容＞

※除了本系列Hybrid IGBT外，產(chǎn)品陣容中還包括使用Si-FRD作為續(xù)流二極管的產(chǎn)品和無續(xù)流二極管的產(chǎn)品。

＜應(yīng)用示例＞

●   車載充電器

●   車載DC/DC轉(zhuǎn)換器

●   太陽能逆變器（功率調(diào)節(jié)器）

●   不間斷電源裝置（UPS）

＜術(shù)語解說＞

*1) 汽車電子產(chǎn)品可靠性標(biāo)準(zhǔn)“AEC-Q101”

AEC是Automotive Electronics Council的縮寫，是大型汽車制造商和美國大型電子元器件制造商聯(lián)手制定的汽車電子元器件的可靠性標(biāo)準(zhǔn)。Q101是專門針對分立半導(dǎo)體元器件（晶體管、二極管等）制定的標(biāo)準(zhǔn)。

*2) IGBT（Insulated Gate Bipolar Transistor，絕緣柵雙極晶體管）、SJ-MOSFET（Super Junction Metal-Oxide-Semiconductor Field Effect Transistor）

兩者均為通常使用Si襯底生產(chǎn)的功率半導(dǎo)體，它們的器件結(jié)構(gòu)不同。IGBT比其他功率半導(dǎo)體的成本更低，但存在需要續(xù)流二極管才能工作（需要雙芯片結(jié)構(gòu)才能工作）、關(guān)斷損耗較大的課題；與IGBT相比，SJ-MOSFET無需續(xù)流二極管即可工作（單芯片結(jié)構(gòu)即可工作），而且關(guān)斷損耗較小，但存在難以應(yīng)對大功率的問題。作為一項突破，IGBT的續(xù)流二極管采用SiC SBD 而非傳統(tǒng)的Si-FRD，推出了可以降低損耗的Hybrid IGBT。

*3) 開通損耗和關(guān)斷損耗

兩者均為晶體管等半導(dǎo)體元件開關(guān)時產(chǎn)生的損耗（開關(guān)損耗）。開通損耗是在元件ON時產(chǎn)生的損耗，關(guān)斷損耗是在元件OFF時產(chǎn)生的損耗。理想情況下，這些損耗應(yīng)該為零，但實際上，由于結(jié)構(gòu)上的緣故，在ON和OFF之間切換時，不可避免地會流過不必要的電流，從而產(chǎn)生損耗，因此對于功率半導(dǎo)體來說，設(shè)法減少這些損耗是非常重要的工作。