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淺談第三代SiC-SBD 提高追求高可靠性的設(shè)備的效率與安全余量

Petc ? 來(lái)源:羅姆 ? 作者:羅姆 ? 2023-02-16 09:55 ? 次閱讀

-進(jìn)入主題之前請(qǐng)您介紹了很多基礎(chǔ)內(nèi)容,下面請(qǐng)您介紹一下第三代SiC-SBD。SCS3系列被稱(chēng)為“第三代”,首先請(qǐng)您講一講各“代”的歷史。

前面讓我介紹基礎(chǔ)內(nèi)容,這是非常必要的。要想更好地了解第三代產(chǎn)品的優(yōu)勢(shì)與特點(diǎn),需要先了解SiC-SBD的基本特性等。

第一代是從2010年4月開(kāi)始量產(chǎn)的SCS1系列。這在當(dāng)時(shí)是日本國(guó)內(nèi)首家實(shí)現(xiàn)SiC-SBD量產(chǎn)。第二代是2012年6月推出的SCS2系列,現(xiàn)在很多客戶(hù)采用的是SCS2系列。包括不同的封裝和電流規(guī)格等在內(nèi),已經(jīng)實(shí)現(xiàn)近50個(gè)機(jī)型的量產(chǎn)供應(yīng)。第三代是2016年4月推出的SCS3系列。SCS后面的數(shù)字表示各代。

-那么接下來(lái)請(qǐng)您介紹一下第三代SiC-SBD的特點(diǎn)。

第三代SiC-SBD的亮點(diǎn)在于,高溫時(shí)的正向電壓VF更低、抗浪涌電流性能IFSM更高、反向電流(漏電流)IR更低。
請(qǐng)看右圖,第二代SiC-SBD通過(guò)制造工藝改進(jìn),不僅保持與第一代同等的漏電流IR和恢復(fù)特性,還成功將VF降低至約0.15V,達(dá)到當(dāng)時(shí)業(yè)界最小的VF 1.35。VF降低有助于降低設(shè)備的傳導(dǎo)損耗。

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第三代SiC-SBD為提高抗浪涌電流性能并改善漏
電流IR,采用了JBS(Junction Barrier Schottky)結(jié)構(gòu)。JBS結(jié)構(gòu)是基本上有效改善抗浪涌電流性能和漏電流IR的結(jié)構(gòu),而且第二代SiC-SBD實(shí)現(xiàn)的低VF特性還成功得以進(jìn)一步改善。Tj=25℃時(shí)的typ值為1.35V,與第二代同等,但Tj=150℃時(shí)為1.44V,比第二代SiC-SBD低0.11V。這意味著高溫環(huán)境下的導(dǎo)通損耗降低,在高溫環(huán)境下的工作變得更有利。

pYYBAGPti9qAbnClAACgEup8yjg396.jpg

-抗浪涌電流性能和漏電流看來(lái)得到了相當(dāng)大的改善。

抗浪涌電流性能如表格中的額定值所示,從第二代SiC-SBD的38A提高到了1倍以上,高達(dá)82A。通過(guò)采用JBS結(jié)構(gòu),并開(kāi)發(fā)最大限度地發(fā)揮抗浪涌性能的工藝與產(chǎn)品結(jié)構(gòu),實(shí)現(xiàn)了抗浪涌電流性能的大幅改善。

漏電流IR也同樣得到大幅改善。普通肖特基勢(shì)壘二極管的特性存在一種矛盾關(guān)系,即當(dāng)試圖降低正向電壓時(shí),漏電流就會(huì)增加。第三代SiC-SBD不僅繼承了正向電壓低的特點(diǎn),還通過(guò)采用JBS結(jié)構(gòu)而大幅降低了漏電流。與第二代SiC-SBD相比,在額定電壓650V、Tj=150℃時(shí)漏電流降低至約1/15。

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-這些性能提升和特性改善的目的是什么?

與Si二極管相比,SiC-SBD有望降低應(yīng)用中的損耗。同時(shí),功率元器件是處理大電壓、大電流的產(chǎn)品,還存在“希望使用更放心”這個(gè)背景。抗浪涌電流性能的改善就是為了滿(mǎn)足這種需求。

-適合什么樣的應(yīng)用呢?

如果是高效率應(yīng)用,無(wú)需特別限定,最適用的用途是電源裝置,尤其是PFC。例如,服務(wù)器和高性能PC等不僅需要提高效率,還要求具備更高的抗浪涌電流性能。SCS3系列改善了第二代的正向電壓特性,可進(jìn)一步提高效率。而且,抗浪涌電流性能提升達(dá)2倍以上,對(duì)于意外發(fā)生的異常問(wèn)題等具有更高的安全余量。

poYBAGPti9yAPt6TAABFCv3arpw297.jpg

-請(qǐng)介紹一下SCS3系列的產(chǎn)品陣容。

當(dāng)初推出該系列產(chǎn)品時(shí),產(chǎn)品陣容為6A~10A、TO-220ACP封裝共3種機(jī)型,如今已發(fā)展為5種機(jī)型量產(chǎn)中,加上不同封裝類(lèi)型擴(kuò)展,已擴(kuò)充到共15種機(jī)型。除通孔型的TO-220ACP外,還計(jì)劃增加TO-220FM、面貼裝型的TO-263AB,可根據(jù)安裝方法和空間來(lái)選擇封裝。

650V NEWSCS302AP NEWSCS304AP NEWSCS306AP NEWSCS308AP NEWSCS310AP TO-220ACP
★ SCS302AM ★ SCS304AM ★ SCS306AM ★ SCS308AM ★ SCS310AM TO-220FM
★ SCS302AJ ★ SCS304AJ ★ SCS306AJ ★ SCS308AJ ★ SCS310AJ TO-263AB
耐壓 正向電流 封裝
2A 4A 6A 8A 10A

★ 開(kāi)發(fā)中

另外,雖然已經(jīng)推出第三代產(chǎn)品,但第二代產(chǎn)品也在繼續(xù)擴(kuò)充機(jī)型,客戶(hù)可根據(jù)使用條件和要求規(guī)格來(lái)自由選擇。

-經(jīng)過(guò)您的講解,我了解了包括SiC-SBD基礎(chǔ)知識(shí)在內(nèi)的發(fā)展到第三代產(chǎn)品的過(guò)程。非常感謝。

審核編輯黃宇

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