Rohm Semiconductor Neue SiC-MOSFET-Generation mit hoher maximaler Sperrschichttemperatur

Die zweite Generation der SiC-MOSFETs von Rohm.
Die zweite Generation der SiC-MOSFETs von Rohm.

Die N-Kanal Leistungs-MOSFETs auf SiC-Basis sollen nicht nur für weniger Verlustleistung und hohe Geschwindigkeit sorgen, sondern auch eine Verringerung des Platz- und Bauteileaufwands ermöglichen.

Die hochspannungstauglichen N-Kanal-MOSFETs auf der Basis von Siliziumkarbid (SiC) von Rohm sind in verschiedenen Varianten erhältlich. Die Serie SCT2xx (ohne Schottkydiode) enthält Versionen mit unterschiedlichen On-Widerständen und Maximalströmen. Die Bausteine werden im TO247-Gehäuse ohne integrierte SiC-Schottkydiode geliefert. Sie zeichnen sich durch deutlich niedrigere Verluste aus und sind für eine maximale Sperrschichttemperatur von 175 °C geeignet. Bei der Variante SCH2080KEC ist eine SiC-Schottkydiode mit in das Gehäuse integriert.

Mit ihrem niedrigen On-Widerstand, ihrer hohen Durchbruchspannung, ihrer hohen Schaltgeschwindigkeit und ihrer kurzen Sperrverzögerungszeit lassen sich die neuen MOSFETs SCT2080KEC, SCH2080KEC, SCT2160KEC, SCT22280KEC und SCT2450KEC einfach parallel schalten und ansteuern. Sie eignen sich somit für den Einsatz in PV-Wechselrichtern, Gleichspannungswandlern, Schaltnetzteilen, Induktionswärme-Systemen und Motortreibern.

Wechselrichter und Umrichter der 1.200-V-Klasse werden zurzeit meist mit Silizium-IGBTs bestückt. Diese erzeugen jedoch höhere Verluste, die vom Tail-Strom und dem Recovery-Verhalten der externen Diode verursacht werden. Hieraus resultiert ein Bedarf an SiC-Leistungs-MOSFETs, bei denen die Schaltverluste auch bei hohen Frequenzen gering bleiben. Allerdings traten bei konventionellen SiC-Leistungs-MOSFETs zahlreiche Zuverlässigkeitsprobleme auf, darunter eine Beeinträchtigung durch das Leiten der Body-Diode (z. B. höherer On-Widerstand und Flussspannung oder Verschlechterung des Widerstands) sowie Ausfälle der Gateoxidschicht, was eine vollständige Integration unmöglich machte. Rohm ist es nach eigenen Angaben gelungen, diese Probleme zu lösen, indem die Prozesse hinsichtlich der Kristalldefekte und der Bausteinstruktur verbessert wurden. Der auf die Fläche umgerechnete On-Widerstand konnte außerdem gegenüber konventionellen Produkten um rund 30 Prozent gesenkt werden, was ebenfalls zu einer vermehrten Miniaturisierung beiträgt.

Die wichtigsten Produkteigenschaften auf einen Blick:

  • Drain-Source-Spannung: 1.200 V
  • Gate-Source-Spannung: -6 V bis +22 V
  • Verlustleistung (bei Tc = 25 °C): 85 - 165 WMax.
  • Sperrschichttemperatur: 175 °C
  • Lagertemperatur: -55 °C bis +175 °C

Die Serien SCT2080KEC und SCH2080KEC sind umgehend lieferbar.