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第3世代SiC MOSFETは、650V, 1200V耐圧の製品をラインアップ。
第2世代から引き続き、SiC MOSFETのドレイン・ソース間に存在するPNダイオードと並列にショットキーバリアダイオード(SBD)を内蔵する構造を採用し、デバイスの信頼性課題を解決、さらに最新[注1]デバイス構造を採用することで、当社第2世代の製品と比較して単位面積当たりのオン抵抗RonA、スイッチング特性を示す性能指数Ron*Qgdを大幅に改善しました。また、スイッチングノイズによる誤動作がしにくく、対ノイズ性が高く、使いやすい製品になっています。
第3世代SiC MOSFETは以下のような特長を有し、スイッチング電源(データーセンターなどのサーバー向け電源、通信機器用電源など)、無停電電源装置(UPS)、太陽光インバータ、EV充電スタンドなどのアプリケーション向けに使用され、機器の低消費電力化、高出力化に貢献します。

第3世代SiC MOSFETの特長

1. SBD内蔵により、低VFと高信頼性を実現(第2世代SiC MOSFET技術を踏襲)

チップ内にMOSFETのPNダイオードと並列にショットキーバリアダイオード(SBD)を内蔵する構造を採用。低VF特性とSiC結晶中の欠陥拡張によるRon変動を大幅に抑制します[注2]

従来のSBD非内蔵SiC MOSFETと今回開発したSBD内蔵SiC MOSFETにおけるオン抵抗の変動比較

2. オン抵抗とスイッチング損失を大幅に改善

最新デバイス構造を採用することで、第2世代の製品と比較して単位面積当たりのオン抵抗RonAを43%削減[注3]し、スイッチング特性を示す性能指数Ron*Qgdを80%削減[注4]しました。

当社第二世代SiC MOSFETのR<sub>on</sub>Aを1とした場合の、今回開発した1.2kVのSiC MOSFETと他社のSiC MOSFETとのR<sub>on</sub>Aの比較
当社第二世代SiC MOSFETのR<sub>on</sub>*Q<sub>gd</sub>を1とした場合の、今回開発した1.2kVのSiC MOSFETと他社のSiC MOSFETとのR<sub>on</sub>*Q<sub>gd</sub>の比較

以下測定条件における第2世代と第3世代SiC MOSFETのターンオン波形、ターンオフ波形を示します。
測定条件:VDD=800V, ID=20A, L=100μH, RG(外付けゲート抵抗)=4.7Ω

1.2kVクラスの第2世代と第3世代のSiC MOSFETのターンオン波形
ターンオン波形
1.2kVクラスの第2世代と第3世代のSiC MOSFETのターンオフ波形
ターンオフ波形

3. 耐ノイズ性が高く、使いやすい

広いゲート・ソース間電圧 (VGSS)規格:-10V(min)~25V(max)と高いゲートしきい値電圧 (Vth):3V(min)~5V(max)を有していることから、スイッチングノイズによる誤動作がしにくく、ゲートドライブ設計が容易になります。

ゲート・ソース間電圧(V<sub>GSS</sub>)とゲートしきい値電圧(V<sub>th</sub>)規格の他社製品比較

(1200V耐圧品 2022年8月当社調べ)

 

[注1] 2022年8月時点
[注2] ソースからドレインへ電流密度250A/cm2で1000時間の通電を実施。当社の従来構造のMOSFETは1000時間の通電後に最大で42%オン抵抗が変動する素子があったが、SBDを混載したMOSFETは、最大でも3%の変動に抑えることができた。
[注3] 当社第2世代SiC MOSFETのRonAを1とした場合の、今回開発した1200V耐圧のSiC MOSFETの比較。
[注4] 当社第2世代SiC MOSFETのRon*Qgdを1とした場合の、今回開発した1200V耐圧のSiC MOSFETのRon*Qgdの比較。