Neue SiC-MOSFETs von Toshiba

Drei Vorteile mit Sparpotenzial kombiniert

20. Januar 2023, 15:00 Uhr | Nach Unterlagen von Glyn
Glyn, Toshiba, Silicon Carbide, SiC
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SiC-MOSFETs (Siliziumkarbid) haben eine ganze Reihe von Vorteilen gegenüber ihren Pendants aus Silizium. Mit den SiC-MOSFETs der dritten Generation von Toshiba (Vertrieb: Glyn) können Entwickler gleich drei Sparvorteile in ihrer Applikation implementieren.

Sparsamer Umgang mit Energie, Energieeffizienz, Energiewende – das sind derzeit Hauptthemen, die uns beruflich wie privat sehr stark beschäftigen. Erneuerbare Energien werden eine Hauptsäule in unserem künftigen Energie-Versorgungsmix einnehmen, und energieeffiziente Geräte sind dafür ein Muss.

Um höchstmögliche Wirkungsgrade zu erreichen, werden zukünftig ganz sicher SiC-MOSFETs (Siliziumkarbid) in viele Applikationen verbaut. Und auch in kleineren Systemen können Anwender viel höhere Energiedichten mit ihnen umsetzen. Mit den Bausteinen der dritten Generation von Toshiba (Vertrieb: Glyn) können Entwickler gleich drei Vorteile in ihrer Applikation implementieren:

1. Niedrigere Diodenverluste

Toshibas neuste Generation an SiC-MOSFETs hat eine Bauelementestruktur, bei der eine Schottky-Barrier-Diode (SBD) parallel zu der parasitären pn-Diode angeordnet ist. Damit sinkt die Durchlassspannung auf nur 1,35 V typisch. Die bekannten Mitbewerber liegen laut Hersteller hier in einem Bereich von 3,2 bis 4,6 V.

2. Geringere Treiberverluste

Durch die neue Chipstruktur konnte auch die Figure-of-Merit (FOM), also der Wert Ron·QGD, im Vergleich zur zweiten Generation um 80 Prozent reduziert werden. Damit bietet Toshiba nach eigener Aussage den zurzeit niedrigsten Wert am Markt. Der Vorteil daraus: Treiberverluste sinken und die Schaltgeschwindigkeit steigt. Damit steigt auch der Wirkungsgrad in modernen, schnell schaltenden Anwendungen.

3. Sichere Ansteuerung

Im Vergleich zu den SiC-MOSFETs anderer Hersteller bieten die Bauteile der dritten Generation mit ‒10 bis +25 V den laut Toshiba weitesten Bereich für die Gate-Spannung. Zusammen mit der geringeren Spanne der Schwellspannung Uth von 3 V bis 5 V schützt dies vor ungewollten Wiedereinschalten (Parasitic Turn-on) aufgrund von Gate-Spannungsschwankungen oder Einkopplungen. Daher kommt der Gate-Treiber mit weniger Bauteilen aus, was Kosten reduziert und dennoch ein robustes Schaltverhalten ermöglicht.

Damit eignen sich die Bauteile besonders für Ladestationen für Elektrofahrzeuge, Fotovoltaik-Wechselrichtern und unterbrechungsfreie Stromversorgungen (USV).

Es kommt noch mehr

Im ersten Quartal 2023 will Toshiba seine dritte Generation an SiC-MOSFETs um Bauteile im TO-247-4-Gehäuse erweitern. Durch den zusätzlichen Kelvin-Source-Anschluss lässt sich der Einfluss der parasitären Source-Induktivität verringern, was die Schaltverluste noch weiter reduzieren kann.

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