电源设计技术资讯网站
2017年1月12日的SiC功率元件
高科技的Web的「基础知识」将逐渐追加新的「功率元件」相关记事。近年来,以「功率元件(功率器件)」或「功率半导体(功率半导体)」等字眼来表现,并且以低损耗处理大功率为目的的二极体或电晶体等半导体分立(离散式半导体)零件备受瞩目。理由在于需要更高效率及高性能的功率元件来因应「节能化」及「小型化」这个世界共同的课题。
那麼,最近所聽到的“功率元件“具體來說是根據什麼定義的分類呢?我想恐怕沒有明確的分類,不過印象中比較符合的有:以轉換高電壓大功率AC / DC或開關電力為目的的二極體或MOSFET,以及模組化輸出段的功率模組等。
在这里分成2个部分谈论,一是以传统矽半导体为基础的「矽(Si)的功率元件」,另一则是功率损耗及高温工作特性皆优于硅半导体,可望作为新一代低损耗元件的「碳化矽碳化硅(SiC)功率元件」.SiC半导体已进入实用化,也被搭载于对品质信頼度有严格要求的车用电子。说到的SiC,或许容易联想到大功率的特殊应用,其实也可以运用在我们周遭的许多常见节能,小型化的应用中。
碳化硅功率元件
的SiC功率元件预定分成以下4个部分来讨论。
碳化硅在熱力學上,化學上,物理學上都是非常安定的化合物半導體,作為功率元件的重要參數條件都非常優秀。以元件來說,既具備超越Si半導體的低電阻、高速工作及高溫工作,而且能大幅減少從送電到機器之間的各種功率轉換所導致的能源損耗。
的SiC半导体的功率元件于2010年* 1开始进行的SiC-SBD(萧特基二极体,肖特基势垒二极管)和碳化硅MOSFET的量产,碳化硅的MOSFET和SBD式「全碳化矽(全SiC)的」功率模组也于2012年* 1量产此外,第二代元件业已量产,进展十分快速(* 1:不论日本或全球,都是ROHMROHMROHM首家量产)。
在最初的第一章中,我想以对碳化硅还不太熟悉的工程师为前提,从碳化硅的物性或优点等基础开始。接着就碳化硅-SBD以及碳化硅MOSFET来解说与硅元件交互比较特性或使用方法之不同等,亦介绍采用事例。
全碳化矽(全SiC)的模组则是电源最佳化的功率模组,有多项优点。除了介绍其特征以外,也以实际应用来解说活用的重点。
SiC功率元件由於對節能和小型化非常有用,因此我認為可以在這裡加深理解,提供可利用作為常用元件的契機。
·碳化硅功率元件是损耗降低或高温环境下动作特性优越的新一代低损耗元件。
・雖是新半導體材料,但已在車用電子等要求高品質高信頼度的市場亦擁有許多實際成績。