Branchenerster SiC-Power-MOSFET mit integrierter SiC-SBD

Es gibt den neuen SiC-Power-MOSFET SCH2080KE mit und ohne integrierter SiC-SBD

Die zweite Generation der Hochvolt-Power-MOSFET von ROHM (Halle A5, Stand 542) wartet mit deutlich reduzierten Leistungsverlusten auf. Davon profitieren Anwendungen wie Frequenz- und Stromumrichter. Erstmals konnte eine SBD in Siliziumkarbid erfolgreich in das gleiche Gehäuse integriert werden.

In OEM-Stückzahlen und Mustern gibt es jetzt von ROHM Semiconductor die zweite Generation der SiC-Power-MOSFETs mit hoher Spannung (1200 V) für Wechselrichter und Umrichter. Einsatzbereiche sind beispielsweise Antriebe von industriellen Geräten und die Photovoltaik-Stromerzeugung. Die besonderen Eigenschaften umfassen eine geringe Verlustleistung, hohe Zuverlässigkeit, einen reduzierten Stromverbrauch und die Unterstützung kleinerer Peripherie-Komponenten.

Der Hochvolt-Power-MOSFET mit der Bezeichnung SCH2080KE ist der branchenweit erste SiC-Leistungs-MOSFET mit einer erfolgreich integrierten SiC-SBD in nur einem Gehäuse. Die Durchlassspannung ist um rund 70% reduziert, was zu einer geringeren Verlustleistung führt. Außerdem kann auf die externe Freilaufdiode verzichtet werden.

Aktuelle Silizium-IGBTs, wie sie häufig in Umrichtern und Wechselrichtern der 1200-V-Klasse Verwendung finden, verursachen wegen des Deaktivierungsstroms und der Erholungszeit der externen Freilaufdiode einen erheblichen Schaltverlust. Die SiC-Power-MOSFETs sind dagegen in der Lage, mit nur geringem Schaltverlust bei hohen Frequenzen zu arbeiten.

Bis zu 90% können mit SiC-Leistungs-MOSFETs die Schaltverluste während des Abschaltvorgangs reduziert werden. Es hatten herkömmliche SiC-Power-MOSFETs mit zahlreichen Zuverlässigkeitsproblemen zu kämpfen. ROHM konnte hier durch Prozessverbesserungen in Bezug auf Kristalldefekte und Bauteilstruktur deutliche Fortschritte erzielen. Durch die gleichzeitige Reduzierung des On-Widerstands um ca. 30% im Vergleich zu herkömmlichen Produkten ist eine deutliche Miniaturisierung möglich.

Auch bei der Integration der SiC-SBD, die bisher extern in einem gleichen Gehäuse untergebracht war, ist ROHM mit Hilfe proprietärer Montage-Technologie der entscheidende Schritt gelungen. So reduziert der Baustein SCH2080KE im Vergleich zu Si-IGBTs, wie sie in Wechselrichtern eingesetzt werden, die Verlustleistung um 70% oder mehr, selbst im Betrieb bei geringer Last. Dies bedingt aber nicht nur geringere Schaltverluste, sondern ermöglicht durch die Unterstützung von Frequenzen über 50 kHz und auch die Verwendung von kleineren externen Komponenten.

Neben dem SCH2080KE gibt es von ROHM mit dem Baustein SCT2080KE eine SiC-Power-MOSFET-Version ohne interne SiC-SBD. Sowohl der SCH2080KE als auch SCT2080KE können den Kundenanforderungen entsprechend konfiguriert werden. Die Bauteile sind ab sofort verfügbar.