1200Vや2000V耐圧のSiC MOSFET発表相次ぐ、EV]充電/再エネ要加]
EV(電気O動Z)の]充電や再擴Ε┘優襯ーのDC-ACコンバータなどのに向け、1200Vあるいは2000VのパワーSiC MOSFETでオンB^をらしたがい合っている。UnitedSiCをA収したQorvoが1200V耐圧でオンB^23mΩ(図1)、SiCデバイス販売YトップのSTMicroelectronicsを{いかけるInfineonが2000V耐圧でオンB^20mΩ度のSiC MOSFETを発表した。

図1 Qorvoの1200VのSiC JFETファミリ 出Z:Qorvo
Qorvoは携帯電Bの無線v路(送信v路のパワーアンプやMEMSフィルタなど)に咾と焼メーカーだが、SiCパワー半導のUnitedSiCを昨QA収した。UnitedSiCのSiCトランジスタは基本的にパワーJFET(接合型電c効果トランジスタ)を使うが、JFETは通常ノーマリオン型(ゲート電圧ゼロでオンするデバイス)なので、ゲートにマイナスの電圧をかけてオフにする。そのためにシリコンなどのMOSFETをカスコード接して、他社のパワーMOSFETと同様、実的にノーマリオフ型にしている。JFETはソースからの電子がT晶性のKいMOScCを通らず、バルクを流れるトランジスタなので、電子‘暗戮バルク並みに高い、という長がある。このためオンB^が擇泙譴弔低い。
今vQorvoは、同社が4世代のSiCデバイスと}ぶように、最小23mΩ〜70mΩで耐圧がこれまで最jの1200Vのトランジスタを開発した。TO-247-4L/3LのYパッケージに封Vされたディスクリートトランジスタである。カスコード接のMOSFETを集積しているため、ゲート電圧は0〜12Vと0〜15Vとして通常のノーマリオフ型のパワーMOSFETと同様に扱える。また、内泥瀬ぅードによりスイッチングに電荷を素早くsける。
これまでの世代のSiCデバイスと比べて、C積当たりのオンB^が小さく、SiCT晶の理b限cのZくまで下げた(図2)。オンB^はC積をjきくすると下がるが、それではコストが下がらない。コスト的に科見合い、かつ性Δ屬欧襪燭瓩法同社は、RDSon×C積という指Yで表し、この指Yをi世代よりも40%削したとしている。
図2 T晶性の良さを売りにするQorvoのSiC JFET 出Z:Qorvo
またC積を屬欧困縫ンB^を下げると寄斃椴未皺爾ってくる。800Vで30Aのスイッチングでのエネルギーはi世代の62%しかない496µJ(マイクロジュール)で、出容量Cossはi世代の54%しかない150pFにとどまった。そのT果、Cossを充放電するためのエネルギーEossも来の73%にった。このためスイッチング失は30%削され、高]動作が可Δ砲覆辰拭
k気C積を小さくして失をらせば、XB^が屬るはずだが、これに瓦靴討敢をDり、ダイアタッチのハンダを使わず銀でシンタリングすることでXB^をi世代よりも40〜60%下げたという。さらに来150µmのSiCウェーハの厚さを削り100µmと薄くすることもXB^の削に効いた。
]にはSiCの150mm(6インチ)ウェーハをeつ盜馥發離侫.Ε鵐疋蠅鮠Wしている。
k機CoolSiCというSiC パワーMOSFETのブランド@をeつ、Infineon Technologiesは、5月10〜12日ドイツのニュルンベルグで開されたパワーエレクトロニクスのt会PCIMで、耐圧2000VのパワーMOSFETを発表した(図3)。オンB^は12mΩと24mΩの2|類でディスクリートとモジュールの2|類Tした。
図3 2000VのSiC MOSFET ディスクリートでもモジュールでも提供する 出Z:Infineon Technologies
直流1500Vで常にスイッチング動作する応では、半導の耐圧が2000V度は要である。陵杆発電や蓄電池システムなどでは、架線に戻すため高耐圧デバイスを直`に接し、送電線の菹罎療徹6.6kVや遠{`の66万ボルトなど、高圧にして送り出す。Qトランジスタの耐圧は高ければ高いほど、トランジスタ数は少なくて済む。例えば2008Qごろのパワーコンディショナーは幅1.5メートルほどのロッカーのサイズだったが、2kV耐圧のデバイスだと、リュックザック度のサイズに収まる。
またEVの]充電は、400〜450VのEV電圧よりも高い800V度に圧してk気に充電させることで充電時間を]縮している。こういったでは高耐圧のトランジスタが求められる。