Rohm Kiselkarbid

Rohms kiselkarbid (RSC) är ett avancerat halvledarmaterial som ofta används i elektroniska komponenter som kräver höga temperaturer och spänningar. RSSC utmärker sig genom sin överlägsna prestanda och lägre strömförbrukning jämfört med traditionella kiselhalvledare.

ROHM:s 4:e generationens 750V och 1200V SiC MOSFET:er hjälper elektriska drivsystem att arbeta mer effektivt, vilket ökar räckvidden för elbilar samtidigt som batteripaketen förminskas. Dessutom har de branschledande specifikationer för ON-motstånd och kortslutningståtid för optimal drift.

Inledning

Kiselkarbid (krbrndm) är ett exceptionellt hårt material som är känt för sin extrema hållbarhet. Som halvledarmaterial med brett bandgap kan kiselkarbid dopas av n-typ med kväve eller fosfor och av p-typ med beryllium-, bor- eller aluminiumdopningsmedel för att ge dess egenskaper med brett bandgap och dopas efter önskemål för dopningsändamål halvledaregenskaper av n- eller p-typ. Kisel förekommer naturligt i små mängder i olika mineraler, bl a korund, rubiner och safirer, och har sedan 1893 tillverkats kommersiellt som pulver som används som slipmedel. Stora enstaka kristaller av kiselkarbid kan också odlas med Lely-metoden och slipas till ädelstenar som kallas syntetiska moissanitstenar för användning som syntetisk moissanit.

Kiselkarbid har länge använts som slipmedel tack vare sin överlägsna styrka, hårdhet och kostnadseffektivitet för slipning och grovpolering. Den tål höga temperaturer samtidigt som den är korrosionsbeständig; dessutom är den idealisk för vattenskärning och sandblästring samt för konsolidering i keramiska former för applikationer som skottsäkra västar eller bilbromsar.

ROHM har utvecklat SiC-kraftkretsar med prestanda som överträffar konventionella kiselkretsar (Si), med potential att avsevärt minska energiförbrukningen och göra det möjligt för designers att skapa gröna produkter och system med lägre CO2-utsläpp. ROHM marknadsför dessa avancerade produkter under varumärket EcoSiC; detta inkluderar inte bara själva enheterna utan även ett ekosystem för deras implementering som omfattar ROHM:s teknologier för styrning av enheterna samt teknologier för kraftmoduler som optimerar deras prestanda.

Tillämpningar

Kiselkarbid (SiC) är ett exceptionellt halvledarmaterial med den unika kombinationen av hårdhet, styvhet och värmeledningsförmåga som skiljer det från mängden. Moissanite förekommer naturligt som en ädelsten, men massproduceras också som pulver och kristaller för att användas i applikationer som keramiska plattor i skottsäkra västar och bilbromsar och kopplingar. SiC anses allmänt vara det idealiska materialet för kraftelektronik på grund av dess högspänningskapacitet och låga startmotstånd. MOSFETs i SiC kan vara ett alternativ, med betydligt lägre switchförlust och påslagningsmotstånd, vilket ger mindre värmeutveckling än IGBTs och bipolära transistorer.

ROHM:s 4:e generationens SiC MOSFET har till exempel lågt ON-motstånd och liten parasitkapacitans för att minimera switchförlusterna och maximera uteffekttätheten.

TechInsights kommer att utföra snittbilder på denna enhet för att utvärdera dess prestanda i enlighet med Rohms påståenden, samt använda dess lilla fotavtryck för enkel integration. Den har terminaler för styrsignaler som är utrustade med press-fit-stift för att underlätta anslutningen och minska installationstiden. Dessutom överträffade resultaten från kortslutningstesterna förväntningarna med en fantastisk deratingfaktor på 0,55x 10V i kortslutningstesterna. Läs mer om produkten här.

Teknik

ROHM och SEMIKRON har samarbetat i mer än tio år för att implementera kiselkarbid i kraftmoduler för elfordon. Nyligen meddelade ROHM att dess fjärde generationens SiC MOSFETs kommer att användas i SEMIKRONs eMPack kraftmoduler avsedda för nästa generations elbilar (xEVs).

ROHM:s Gen 4-komponenter har minskat on-resistansen med mer än 30% jämfört med föregående generation och har fått sin märkspänning ökad från 650V till 750V. Denna bedrift har åstadkommits med hjälp av en design med dummy trenches placerade mellan gate- och source trenches som minskar cellavståndet med tre gånger; vilket ger mer skydd för känslig gateoxid och lägre resistans genom att tillåta mer ström att flöda under kopplingsoperationer och sänker den totala on-resistansen genom att tillåta mer ström att flöda genom enheter under kopplingsoperationer jämfört med tidigare generationer.

Gen 4-komponenterna erbjuder on-resistanser på mindre än 1 V - jämförbart med traditionella kisel-FRD:er. Detta är möjligt genom att minska den normala barriärhöjden samtidigt som läckström och återhämtningsegenskaper bibehålls vid högre temperaturer, och genom att öka kortslutningsstabiliteten genom tjockare gateoxidlager.

ROHM:s senaste SiC-enheter lovar mer energieffektiv prestanda för elfordon (EVs), samtidigt som de hjälper konstruktörer att bygga kraftsystem som är mindre, lättare och säkrare än deras kisel-IGBT-motsvarigheter. TechInsights utvärderade ett av dessa prover genom att inspektera en provprodukt för att skapa dessa sektionsbilder av en produkts kapacitet.

Säkerhet

Kiselkarbid (KArbrndum, allmänt kallat korund) är ett extremt hårt och hållbart halvledarmaterial med brett bandgap, som finns naturligt i ädelstenen moissanit och som tillverkas i pulver- och kristallform för användning i slipmedel, skottsäkra västar och andra applikationer med hög uthållighet.

Power-enheter av kiselkarbid har revolutionerat switchförluster, ON-motstånd och storleksminskning jämfört med sina motsvarigheter av kisel. ROHM erbjuder SiC Schottky Barrier Diodes (SBD), MOSFETs och kompletta SiC effektmoduler som är speciellt utformade för att möta industriella utrustningars olika krav, såsom motorer och inverterare - dessa produkter hjälper konstruktörer att minimera effektförluster samtidigt som de ökar prestandan med ökade genomslagsspänningar, tillförlitlighet och hög värmebeständighet.

Genom att integrera SiC-enheter med analoga IC-kretsar som maximerar deras prestanda möjliggörs ytterligare miniatyrisering och effektivitetsvinster, utöver de energibesparingar som SiC-enheterna i sig ger. Detta tillvägagångssätt kan minska miljöbelastningen genom att minska mängden avfallsmaterial.

ROHM Group följer nationella och internationella lagar, normer, avtal och affärsrelaterade bestämmelser om informationssäkerhet i sin verksamhet och upprätthåller ett system för hantering av konfidentiell information (CIMS). Vi har också skapat interna regler för korrekt hantering av konfidentiell information under högsta ledningen. Dessutom strävar vi efter att kontinuerligt förbättra CIMS samtidigt som vi gör allt vi kan för att säkra det så att ingen obehörig exponerar eller äventyrar konfidentiell information.