PCIM 上各家公司的最新SiC 功率半導(dǎo)體產(chǎn)品

SiC：改進(jìn)的導(dǎo)通電阻和新封裝

UnitedSiC(現(xiàn)為 Qorvo)發(fā)布了其下一代 1200-V SiC FET 系列，聲稱其導(dǎo)通電阻具有行業(yè)領(lǐng)先的品質(zhì)因數(shù)。新型 UF4C/SC 系列?1200-V 第 4 代 SiC FET 針對(duì)電動(dòng)汽車車載充電器、工業(yè)電池充電器、工業(yè)電源、DC/DC 太陽能逆變器以及焊機(jī)、不間斷電源中的主流 800-V 總線架構(gòu)用品和感應(yīng)加熱應(yīng)用。

所有 R DS ( on)選項(xiàng)(23、30、53 和 70 毫歐)均采用行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)的 4 引線開爾文源 TO-247 封裝。Qorvo 表示，這提供了“在更高性能水平上更清潔的切換”。

53 和 70 毫歐器件也采用 TO-247 3 引線封裝。由于先進(jìn)的銀燒結(jié)芯片貼裝和先進(jìn)的晶圓減薄工藝，這些器件提供了最佳的熱性能和高可靠性。

所有 1,200-V SiC FET 都包含在公司的 FET-Jet Calculator中，這是一個(gè)免費(fèi)的在線設(shè)計(jì)工具，用于評(píng)估各種 AC/DC 和隔離/非隔離 DC 中使用的器件的效率、組件損耗和結(jié)溫升/DC 轉(zhuǎn)換器拓?fù)洹？梢栽谟脩糁付ǖ纳釛l件下比較單個(gè)和并聯(lián)設(shè)備。

Onsemi 和英飛凌都加強(qiáng)了他們的硅和 SiC 功率產(chǎn)品組合。Onsemi 在 PCIM 上亮相的新產(chǎn)品包括一個(gè) TO-Leadless (TOLL) 封裝的 SiC MOSFET，以及一個(gè)用于充電 100 W 以上的 USB-C PD(電力傳輸)的新電源包，以及一個(gè) 1200-V FS7 IGBT。

Onsemi 宣稱是業(yè)界首款采用 TOLL 封裝的 SiC MOSFET。onsemi 表示，直到最近，SiC 器件一直采用 D2PAK 7 引腳封裝，這需要更多的空間。TOLL 封裝比 D2PAK 封裝節(jié)省 30% 的 PCB 面積，占位面積為 9.90 × 11.68 × 2.3 mm，體積減少 60%。

Onsemi 表示，除了尺寸更小之外，TOLL 封裝還提供比 D2PAK 7 引腳封裝更好的熱性能和更低的封裝電感 (2 nH)。SiC MOSFET 還具有開爾文源配置，可確保更低的柵極噪聲和更低的開關(guān)損耗，包括與沒有此配置的器件相比，導(dǎo)通損耗 (EON) 降低 60%。Onsemi 表示，這會(huì)顯著提高效率和功率密度，并改善 EMI 和更容易的 PCB 設(shè)計(jì)。

在 TOLL 封裝中提供的第一個(gè) SiC MOSFET 是 NTBL045N065SC1，針對(duì) SMPS、服務(wù)器和電信電源、太陽能逆變器、不間斷電源 (UPS) 和儲(chǔ)能等應(yīng)用。該設(shè)備適用于需要滿足最具挑戰(zhàn)性的效率標(biāo)準(zhǔn)的設(shè)計(jì)，包括 ErP 和 80 PLUS Titanium。

對(duì)于硅產(chǎn)品組合，onsemi 推出了三款用于 USB 供電 (PD) 的產(chǎn)品。新的控制器和驅(qū)動(dòng)器具有可減少高效 AC/DC 電源的材料清單內(nèi)容的功能，特別適用于 100 W 以上的負(fù)載范圍

。NCP1345 是 一款準(zhǔn)諧振 (QR) 反激式控制器，適用于高性能關(guān)閉線電源和 USB Type-C PD 快速充電應(yīng)用。Onsemi 說，高頻 QR 操作(高達(dá) 350 kHz)可以減小磁性元件的尺寸。

NCP1345 與有限電源 (LPS) 要求兼容，這要?dú)w功于內(nèi)置的恒定輸出電流限制，同時(shí)快速頻率折返功能可確保出色的輕負(fù)載效率。

NCP1623是一款 小型升壓功率因數(shù)校正 (PFC) 控制器，額定功率高達(dá) 300 W，適用于 USB PD 快速充電適配器和計(jì)算電源。該器件在重負(fù)載時(shí)以臨界導(dǎo)通模式 (CrM) 運(yùn)行，然后隨著負(fù)載降低進(jìn)入斷續(xù)導(dǎo)通模式 (DCM)。據(jù)說這可以最大限度地提高標(biāo)稱負(fù)載和輕負(fù)載時(shí)的效率。NCP1623 可在低輸入電壓下將效率提高多達(dá) 2%，并提供 <100 μA 的睡眠模式，從而優(yōu)化了空載輸入電源狀態(tài)。NCP4307是用于多種高性能開關(guān)模式電源拓?fù)渲械耐秸?(SR) MOSFET 的高性能驅(qū)動(dòng)器。onsemi 表示，該器件將從內(nèi)部 200V CS 引腳自供電，無需輔助電源即可實(shí)現(xiàn)高端配置和低 VOUT。雙 VCC 引腳選擇最佳 VCC 源以最大限度地減少損耗，從而優(yōu)化各種 VOUT 應(yīng)用。

Onsemi 還首次展示了其第 7 代 IGBT 和二極管。與上一代產(chǎn)品相比，最新的 1200-V FS7 IGBT 正向偏置電壓降低了 20%，從而提高了電機(jī)控制應(yīng)用中的效率和功率密度。據(jù) onsemi 報(bào)道，該公司還推出了用于太陽能、UPS 和儲(chǔ)能領(lǐng)域的中高開關(guān)頻率應(yīng)用的快速版本 FS7 IGBT，其中開關(guān)損耗降低了 50%。FS7 產(chǎn)品組合還包括 750-V 和 1200-V VE-Trac Direct 汽車級(jí)解決方案。

英飛凌科技股份公司也推出了一系列新的硅和碳化硅產(chǎn)品。其中包括新的 2kV SiC MOSFET、2kV SiC 二極管和下一代 TRENCHSTOP 1700-V IGBT7 芯片。

Infineon Technologies AG 擁有擴(kuò)展的 CoolSiC 產(chǎn)品組合，其中包含適用于下一代光伏、電動(dòng)汽車充電和儲(chǔ)能系統(tǒng)等 1500 VDC 應(yīng)用的高壓解決方案。其中包括2-kV SiC MOSFET 和 2-kV SiC 二極管，可解決這些基于 1500-VDC 的設(shè)計(jì)中的挑戰(zhàn)，包括在高直流電壓下的快速開關(guān)。

新型 SiC MOSFET 提供低開關(guān)損耗和高阻斷電壓。2kV CoolSiC 技術(shù)還提供低漏源導(dǎo)通電阻 (R DS(on) ) 值，并且堅(jiān)固的體二極管適用于硬開關(guān)。

英飛凌表示，與 1700-V SiC MOSFET 相比，該技術(shù)可實(shí)現(xiàn)足夠的過壓裕度，并提供低十倍于宇宙射線引起的 FIT 率。此外，擴(kuò)展的柵極電壓工作范圍使器件易于使用。

新的 SiC MOSFET 芯片基于英飛凌稱為 M1H 的先進(jìn) SiC MOSFET 技術(shù)。該技術(shù)最近隨著M1H 技術(shù) 1,200-V SiC MOSFET的推出而推出。英飛凌表示，新技術(shù)可實(shí)現(xiàn)更大的柵極電壓窗口，從而提高給定芯片尺寸的導(dǎo)通電阻，并且更大的柵極電壓窗口可防止柵極出現(xiàn)與驅(qū)動(dòng)器和布局相關(guān)的電壓峰值。

英飛凌還提供一系列功能隔離高達(dá) 2.3 kV 的 EiceDRIVER 柵極驅(qū)動(dòng)器，以支持 2 kV SiC MOSFET。EasyPACK 3B 和 62-mm 模塊中的 2-kV CoolSiC MOSFET 樣品現(xiàn)已上市。稍后將在新的高壓分立式 TO247-PLUS 封裝中采用這種方式。英飛凌推出了全新 Easy 3B 模塊，推出了 MH1 1,200-V CoolSiC MOSFET，它提供 175?C 的最高臨時(shí)結(jié)溫，以提供更大的過載能力。

計(jì)劃于 2022 年第三季度生產(chǎn)具有 4 個(gè)升壓電路的電源模塊 Easy 3B (DF4-19MR20W3M1HF_B11)，半橋配置(3、4、6 mΩ)的 62-mm 模塊將在 2022 年第四季度推出. 采用.XT互連技術(shù)的分立器件將于2022年底上市。

英飛凌還推出了采用標(biāo)準(zhǔn) EconoDUAL 3 工業(yè)模塊封裝的 TRENCHSTOP 1700-V IGBT7 芯片。憑借新的 IGBT7 芯片技術(shù)，EconoDUAL 3 聲稱領(lǐng)先電流為 900 A 和 750 A，并為逆變器提供了改進(jìn)的功率范圍。這些新的 IGBT 模塊針對(duì)一系列應(yīng)用，包括風(fēng)力渦輪機(jī)、電機(jī)驅(qū)動(dòng)器和靜態(tài) VAR 發(fā)電機(jī) (SVG)。

英飛凌表示，與采用之前 IGBT4 芯片組的模塊相比，采用 TRENCHSTOP IGBT7 芯片的新型 FF900R17ME7_B11可在相同封裝尺寸下實(shí)現(xiàn)高達(dá) 40% 的逆變器輸出電流。此外，該公司補(bǔ)充說，1700-V IGBT7 模塊的靜態(tài)和動(dòng)態(tài)損耗顯著降低，同時(shí)解決了二極管芯片中存在靜態(tài)損耗的應(yīng)用。

英飛凌表示，其他特性包括增強(qiáng)的 dv/dt 可控性、改進(jìn)的二極管軟度和改進(jìn)的 FIT 率，這是在高直流鏈路電壓下工作時(shí)的一個(gè)重要參數(shù)。

這些帶有集成溫度傳感器的新型電源模塊可提供 175°C 的最大過載結(jié)溫。根據(jù) IEC 60747、60749 和 60068 的相關(guān)測(cè)試，它們符合工業(yè)應(yīng)用要求。

除了具有 900 A 的 1700-V EconoDUAL 3 之外，產(chǎn)品組合中還添加了具有更大二極管的 750-A 模塊。現(xiàn)在可以訂購(gòu) FF900R17ME7_B11 (900 A)、FF750R17ME7D_B11 (750 A) 和 FF225R17ME7_B11 (225 A)。300-A 至 750-A 模塊的推出將在 2022 年底推出。

在 PCIM 上推出的另一款硅功率器件來自意法半導(dǎo)體。該公司推出了新的 STPOWER MDmesh M9 和 DM9 N 通道超結(jié)、多漏極、硅功率 MOSFET，針對(duì)數(shù)據(jù)中心服務(wù)器、5G 基礎(chǔ)設(shè)施和平板電視等應(yīng)用中的 SMPS。首批推出的器件是 650-V STP65N045M9 和 600-V STP60N043DM9。兩者都提供非常低的每單位面積導(dǎo)通電阻 (R DS(on) )，從而實(shí)現(xiàn)更高的功率密度和更小的系統(tǒng)尺寸。

ST 表示，每款器件都提供同類產(chǎn)品中最佳的最大 R DS(on)，STP65N045M9 為 45 mΩ，STP60N043DM9 為 43 mΩ。該公司表示，由于柵極電荷 (Q g ) 非常低，在 400 V 漏極電壓下通常為 80 nC，這些器件具有目前可用的最佳 R DS(on) max Q g品質(zhì)因數(shù)。

與之前的 MDmesh M5 和 M6/DM6 器件相比，STP65N045M9的柵極閾值電壓 (V GS(th) ) 通常為 3.7 V，STP60N043DM9 的通常為 4.0 V，可最大限度地降低開啟和關(guān)閉開關(guān)損耗。它們還具有非常低的反向恢復(fù)電荷 (Q rr ) 和反向恢復(fù)時(shí)間 (t rr )，這進(jìn)一步有助于提高效率和開關(guān)性能。

此外，意法半導(dǎo)體最新的高壓 MDmesh 技術(shù)采用額外的鉑擴(kuò)散工藝，據(jù)說可確?？焖俚谋菊黧w二極管。峰值二極管恢復(fù)斜率 (dv/dt) 大于早期工藝。所有 MDmesh DM9 器件均可在 400 V 時(shí)承受高達(dá) 120 V/ns 的 dv/dt。

采用 TO-220 功率封裝的 MDmesh M9 和 DM9 器件 STP65N045M9 和 STP60N043DM9 正在生產(chǎn)中，將于 2022 年第二季度末在分銷商處提供。其他標(biāo)準(zhǔn)表面貼裝和通孔封裝選項(xiàng)將在于 2022 年晚些時(shí)候添加。