産業用機器の低損失化に貢献する第3世代SiC MOSFET

電力を供給、制御する役目を果たすパワー半導体は、あらゆる電気機器の省エネルギー化やカーボンニュートラルの実現に不可欠な半導体であり、自動車の電動化や産業機器の小型化などを背景に、今後も継続的な需要拡大が見込まれています。SiC（シリコンカーバイド）は、従来のSi（シリコン）よりも高耐圧、低損失化が可能な次世代のパワー半導体材料として注目されていますが、信頼性の向上が課題となっています。

そこで、当社の第3世代SiC MOSFETは、以下の特長を有しています。

1. ショットキーバリアダイオード（SBD）を内蔵し、低い逆導通V_DSF特性を実現しオン抵抗R_DS(ON)の変動を抑制
2. 導通損失とスイッチング損失の関係を示す性能指数R_DS(ON) × Q_gdを低減
3. 広いゲート・ソース間電圧V_GSS規格範囲

当社の第3世代SiC MOSFETは、650 V耐圧および1200 V耐圧の製品をラインアップしており、サーバー、無停電電源装置（UPS）、太陽光インバーターなどのアプリケーション向けに使用され、機器の低損失化に貢献します。

以下に、当社の第3世代SiC MOSFETの特長を詳しくご紹介いたします。

当社の第3世代SiC MOSFETでは、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）を内蔵することで、逆導通時の順方向電圧V_DSFを1.35 V (typ.) に低減しました。
また、SBDに通電させることで、SiC結晶中の欠陥が広がることで起こるドレイン・ソース間のオン抵抗R_DS(ON)の変動を抑制しました。
電流密度250 A/cm2でソースからドレインへ1000時間の通電を実施したところ、SBDが非内蔵のSiC MOSFETでは、ボディダイオードに通電させることになるため、オン抵抗R_DS(ON)が最大で42 %変動しました。
一方で、SBDを内蔵した第3世代SiC MOSFETでは、SBDに通電させることができるため、オン抵抗R_DS(ON)が最大でも3 %の変動に抑えることができました。

当社の第3世代SiC MOSFETでは、セル構造を最適化したことにより、従来の当社第2世代製品と比べて、導通損失とスイッチング損失の関係を示す性能指数R_DS(ON) × Q_gdを80 %低減[注]しました。

当社の第3世代SiC MOSFETでは、ゲート・ソース間電圧V_GSSの規格範囲が-10～25 Vと他社製品と比較して広いため、駆動電圧に対してマージンを広く取ることができゲートドライブ設計が容易になります。
（当社推奨駆動電圧: V_{GS_on} = 18 V, V_{GS_off} = 0 V）

各種アプリケーションへの応用例は下記ページをご覧ください。
サーバー
無停電電源装置
LED照明

各種アプリケーションノートは下記ページをご覧ください。
第3世代SiC MOSFETの特長（PDF：1,669KB）
FAQ: SiC MOSFET アプリケーションノート（PDF：976KB）
SiC MOSFETとSi IGBTの損失比較：SiC MOSFET アプリケーションノート（PDF：1,169KB）
絶対最大定格と電気的特性：SiC MOSFET アプリケーションノート（PDF：1,300KB）

よくあるお問い合わせは下記ページをご覧ください。
MOSFET

各種シミュレーションモデルをご利用いただけます。

* PSpice^®は、Cadence Design Systems, Inc. の登録商標です。
* LTspice^®はADI社（Analog Devices、Inc.）のシミュレーション・ソフトウェアおよびその登録商標です。
* SIMetrix^®はSIMetrix Technologies Ltd.のシミュレーション・ソフトウェアおよびその登録商標です。
* その他の社名・商品名・サービス名などは、それぞれ各社が商標として使用している場合があります。