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SiC-Halbleiter SiC-SBDs und Full-SiC-IPM

Redakteur: Gerd Kucera

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ET System electronic GmbH
ROHM Semiconductor GmbH
CADFEM Germany GmbH
(Bild: ROHM)

Die dritte Generation seiner SiC-SBDs (Schottky Barrier Diodes) hat ROHM Semiconductor vorgestellt. Im Zuge der fortlaufenden Weiterentwicklung des Portfolios sind ersten Bausteine für 650 V mit 6 A, 8 A und 10 A jetzt verfügbar. Die neuen Dioden im TO220AC-Gehäuse bieten unter allen SiC-SBDs auf dem Markt laut Herstellerangaben die niedrigsten VF- und IR-Werte über den gesamten Temperaturbereich. Aufgrund ihrer hohen Stoßstromfestigkeit sind sie für den Einsatz in Stromversorgungs-schaltungen geeignet. SiC-Dioden zeichnen sich gegenüber Silizium-Bauelementen durch ein stabileres Temperaturverhalten und extrem kurze Sperrverzögerungszeiten aus, was sie zur idealen Wahl für schnelle Schaltanwendungen macht. Die durch eine extrem stabile und geringe Vorwärtsspannung bei hohen Temperaturen gekennzeichneten SiC-SBDs garantieren darüber hinaus einen minimalen Rückstrom. Im Unterschied zur Single-SBD-Struktur der ersten Generation enthält die dritte Generation ergänzend zur Schottky-Barriere auch eine PN-Sperrschicht, was zusätzlich für Langlebigkeit im bipolaren Betrieb sorgt. In ihrer Gesamtheit kommen diese Eigenschaften dem anhaltenden Trend zu hohen Wirkungsgraden, hoher Leistungsdichte und höchst robusten Designs entgegen. Desweiteren gibt es von ROHM ein neues, für 1200 V und 180 A ausgelegtes und auf Siliziumkarbid (SiC) basierendes Power-Modul (Bild) mit der Bezeichnung BSM180D12P3C007. Das Halbbrücken-SiC-Modul integriert bei einem gegenüber früheren Modulen unveränderten Footprint massenproduzierte SiC-MOSFETs in Trench-Bauweise sowie SiC-SBDs. Im Modul enthalten sind MOSFETs mit der UMOS-Struktur. Sie kombiniert einen niedrigen Drain-Source-Widerstand mit hoher Schaltgeschwindigkeit und weist dank der extrem niedrigen Vorwärtsspannung und der sehr schnellen Sperrverzögerungs-Eigenschaften der eingebauten SiC-SBDs nahezu keine Sperrverzögerungs-Verluste Err auf. Diese Verbesserungen führen dazu, dass die Schaltverluste bei diesem Modul um 77% geringer sind als bei konventionellen IGBT-Modulen, und 42% geringer als bei planaren SiC-Modulen auf der Basis einer SiC-DMOS-Struktur der zweiten Generation. Dies ermöglicht nicht nur den Betrieb mit hohen Frequenzen, sondern leistet auch einen Beitrag zur Verwendung kleinerer Kühlsysteme und Peripherie-Bauelemente. Diese Eigenschaften schaffen die Voraussetzungen für eine größere Energieersparnis und eine stärkere Miniaturisierung der finalen Produkte. Die SiC-Dioden und das Full-SiC-Modul sind ab sofort erhältlich.

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