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SiCショットキバリアダイオード

新製品! 2世代650V SiC SBD

2世代 650V SiC SBDは、サージ電流耐量(IFSM)と効率性能指数(VF・QC[注1])を同時に改善し、電源の高効率化を実現します。

特長

  • サージ電流耐量(IFSM)が高い: 電流定格IF(DC)の約7~9倍
  • 効率性能指数(VF・QC[注1])が小さい: 第一世代品から約30%削減を達成し、高効率化を実現
  • 絶縁タイプ、表面実装タイプを含む豊富なパッケージラインアップ: 多様な設計要求に対応可能

用途

高効率電源の力率改善回路(PFC)やチョッパー回路やスイッチング素子のフリーホイールダイオード部

  • 民生・OA用途機器: 4K液晶TV、プロジェクタ、複合複写機など
  • 産業用途機器: 通信基地局、PCサーバなど

主要特性

新製品 2世代650V SiC SBDのラインアップ・主要特性

パッケージ 特性
(Ta=25°C)
絶対最大定格 電気的特性
直流
順電流
非繰り返し
ピーク
順電流
許容
損失
順電圧
効率
性能
指数
接合
容量
総電
荷量
記号 IF(DC) IFSM Ptot VF VF・QC Cj QC
最大 最大 最大

標準

&最大
標準 標準 標準
単位 (A) (A) (W) (V) (V・nC) (pF) (nC)

試験条件/

品番
- @正弦半波
t=10 ms
- @IF(DC) - @VR=1 V @VR=400 V
非絶縁
TO-220-2L
TRS2E65F 2 21 41.6 1.45
(標準)
1.60
(最大)
8.4 85 5.8
TRS3E65F 3 27 48.3 11.7
120 8.1
TRS4E65F 4 39 55.6 15.1
165 10.4
TRS6E65F 6 55 68.2 21.9
230 15.1
TRS8E65F 8 69 83.3 28.6
300
19.7
TRS10E65F 10 83 107 35.4
400
24.4
絶縁
TO-220F-2L

TRS4A65F 4 37 33.6 1.45
(標準)
1.60
(最大)
15.1
165 10.4
TRS6A65F 6 52 35.4 21.9
230
15.1
TRS8A65F 8 65 37.5 28.6
300
19.7
TRS10A65F 10 79 39.7 35.4
400
24.4
表面実装
DPAK
TO-252相当
TRS2P65F 2 19 34.0 1.45
(標準)
1.60
(最大)
8.4
85 5.8
TRS3P65F 3 26 37.5 11.7
120 8.1
TRS4P65F 4 33 41.0 15.1
165 10.4
TRS6P65F 6 45 48.3 21.9
230 15.1
TRS8P65F 8 58 55.5 28.6
300 19.7
TRS10P65F 10 70 62.5 35.4
400 24.4

[注1]QC :接合容量Cjの0.1~400V間の総電荷量

SiCショットキバリアダイオードは、 大電力機器の省エネ化や電源効率の向上に貢献します。

環境に優しいクリーンな電気エネルギーの有効利用のため、低損失・高効率な電力変換を実現するパワーデバイスの要求は高まる一方です。ワイドバンドギャップ半導体の一つであるシリコンカーバイド(SiC)は、シリコン(Si)の8倍以上の絶縁破壊電界強度を持ち、高耐圧、低損失の次世代パワーデバイス材料として期待されています。
SiCショットキバリアダイオード(SiC SBD)は、高温時のリーク電流が低いため、Si SBDでは耐圧200V以下の製品しかできなかったSBDの高耐圧化を実現しました。
SiCショットキバリアダイオード(SiC SBD)は、サーバ用電源や太陽光発電用パワーコンディショナなどに適した製品です。Siを採用した従来製品に比べて、SiC SBDは、高電圧・大電流でも安定して動作するため、熱として失われる電力損失を大幅に削減できます。

これはアプリケーション例です。

●SiとSiCの物性比較

●SiとSiCの物性比較
項目 シリコン Si

シリコン

カーバイド

SiC(4H)

バンドギャップ 1.12 eV 3.26 eV
電子移動度 μ 1400 cm2/Vs 1000 cm2/Vs
比誘電率 ε 11.8
9.7
絶縁破壊電界強度 E 0.3 MV/cm 2.5 MV/cm
トランジスタ性能限界
Ron・A (@600 V)
70 mΩ・cm2 0.14 mΩ・cm2
特 長 入手が容易
加工が容易
低価格
低オン抵抗化が可能
高温リークが低い
高耐圧設計が容易

SiCショットキバリアダイオード(SiC SBD)の特長

ショットキバリア構造であり、多数キャリア動作デバイスである

SiCショットキバリアダイオード(SiC SBD)は、Si SBDと構造が同じであり、多数キャリア動作デバイスです。ワイドギャップ材料を用い、高温時のリーク電流が低いことから、高電圧・大電流でも安定して動作します。また、リーク電流のさらなる低減を実現するために、JBS(Junction Barrier Schottky)構造を採用しています。

これはJBS(Junction Barrier Schottky)構造図です。
JBS(Junction Barrier Schottky)構造

スイッチング動作が速い

ショットキ構造を採用し、多数キャリア動作をするため、理論上、逆回復時間(trr)は存在しませんが、実際には接合部の容量の影響で、trrと同じような動作が確認されます。しかし、その値はSi HED(高速高効率ダイオード)の40nsに対して、SiC JBSは20ns(Ta = 25℃時)と高速になります。

これはSi と SiC の逆回復時間 trr の比較を表したグラフです。
Si と SiC の逆回復時間 trr の比較 (Tj = 150℃)

リカバリ特性に温度依存性がない

多数キャリア動作デバイスであるため、理論上は温度依存性がなく、高温環境下での動作特性に優れています。

これは逆回復時間 trr と 逆回復電流 Irr の温度依存性を表したグラフです。
逆回復時間 trr と 逆回復電流 Irr の温度依存性

トータル損失がSi HEDに対して低い(当社調べ)

導通損失とスイッチング損失を合わせたトータル損失が小さく、高周波で動作させることができるので、コンパクトな電源を実現できます。

これはトータル損失の周波数依存性を表したグラフです。
トータル損失の周波数依存性

※ HED : 高速高効率ダイオード(High Efficiency Diodes)

当社のSiCショットキバリアダイオード

特長1 高温時の VF–IR トレードオフが優れている

SiCショットキバリアダイオード(SiC SBD)の順電圧(VF)と逆電流(IR)はトレードオフの関係にあります。当社は、素子構造の最適化を図り、トレードオフの改善に注力しています。当社のSiCショットキバリアダイオード(SiC SBD)は、高温時の損失が少ないため、電力損失を削減できます。

これはVF – IR のトレードオフ 温度特性を表したグラフです。

特長2 順電圧VFの温度係数が小さい

当社のSiCショットキバリアダイオード(SiC SBD) は、順電圧VFの温度依存性が小さいため、高温時の導通損失の低減化が図れます。

これは順電圧VFの温度依存特性を表したグラフです。
順電圧VFの温度依存特性

650 V/1200 V 製品ラインアップ

絶対最大定格 電気的特性(Ta=25℃) TO-220-2L TO-220F-2L TO-247 TO-3P(N)
耐圧VRRM(V) 電流定格IF(A) 順電圧VF(V) 逆電流IR(μA)
標準 最大 測定条件@IF(A) 最大 測定条件@VR(V)
650 6 1.5 1.7 6 90 650 TRS6E65C TRS6A65C
8 1.5 1.7 8 90 650 TRS8E65C TRS8A65C
10 1.5 1.7 10 90 650 TRS10E65C TRS10A65C
12 1.54 1.7 12 90 650 TRS12E65C TRS12A65C TRS12N65D
16 1.5 1.7 16 90 650 TRS16A65C TRS16N65D
20 1.5 1.7 20 90 650 TRS20N65D
24 1.54 1.7 24 90 650 TRS24N65D
1200 20 1.5 1.7 20 100 1200 TRS20J120C

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