低オン抵抗、実装面積削減を実現できる表面実装型TOLLパッケージのSiC FET

Qorvo社は、画期的なGen 4 SiC FETポートフォリオを拡充しました。表面実装型TOリードレス（TOLL）パッケージの製品です。この製品は、TOLLパッケージでリリースされる750VのSiC FETファミリーの最初の製品で、オン抵抗は5.4 [mΩ]から60 [mΩ]のまでのラインナップです。これらの製品は、数100ワットから数キロワットまでのAC/DC電源や、100Aレベルまでのソリッドステートリレーやサーキットブレーカーなど、スペースに制約のあるアプリケーションでの使用に最適です。

パワーFETの600/750Vクラスにおいて、Gen 4 SiC FETは、オン抵抗と出力キャパシタンスの性能指標（FOM）において優れた性能を発揮します。さらに、TOLLパッケージの5.4 [mΩ]製品においては他社のSi MOSFET、SiC MOSFET、GaNトランジスターよりも4～10倍低いオン抵抗を実現しています。また、SiC FETの750V定格は、代替技術よりも100-150V高く、電圧過渡を管理するための設計マージンを大幅に向上させることができます。

TOLLパッケージはD2PAK表面実装品と比較して、実装面積が30%小さく、高さは半分の2.3mmです。また、TOLLパッケージではケルビンソース接続が可能で、よりクリーンなゲート波形で大電流のスイッチングを信頼性高く高速におこなうことができます。

このSiC FETは、SiC JFETとSi MOSFETを組み合わせたQorvo独自のカスコード回路構成により、ワイドバンドギャップ・スイッチ技術による効率の向上とシリコンMOSFETのゲート駆動の簡素化を実現する製品です。小さなTOLLフットプリントでの超低オン抵抗は、Qorvo SiC FET技術の世界最高のオン抵抗×面積（R_DS（On）×A）、およびクラス最高の性能指数(FOM)によって実現されています。

大幅なサイズダウンにもかかわらず、焼結ダイアタッチなどの高度な製造技術により、ジャンクションからケースまでの熱抵抗は業界最高レベルの0.1℃/Wを達成しています。750V/5.4[mΩ]のUJ4SC075005L8Sの連続電流定格はケース温度144℃まで120A、パルス電流定格は0.5msまで588Aです。

超低オン抵抗、高いT_j,max=175℃、優れた過渡熱挙動と組み合わせることで、同じパッケージのSi MOSFETよりも約8倍優れたI²t 定格を実現し、過渡過負荷に対する堅牢性と耐性を高めるとともに、設計作業を簡素化します。図4は、TOLLにパッケージされたSiおよびSiC FETの最大パルス電流とパルス幅を示したものです。この例ではFETはPCBに実装され、サーマルビア、絶縁熱界面材、T_HS=50℃に保たれたヒートシンクを備えていると仮定してモデル化されています（R_th,c-hs=1.4℃/W）。ジャンクションからヒートシンクまでの定常的な熱抵抗は、それぞれ1sを超えるパルスの下でFETの定格電流を制限します。この領域では、SiC FETは、高いT_j,max、低いオン抵抗、低い熱抵抗に起因する2倍以上の電流処理の利点を示します。

しかし、半導体材料、ダイアタッチ、リードフレームの過渡的な熱インピーダンスが支配する短いパルス幅に対して、はるかに大きな過渡過電流（最大連続電流の4-6倍）に耐えることができます。Qorvoの新しいTOLL FETは、SiCの優れた熱抵抗、高度なAg-sinterダイアタッチ、175℃の最大接合温度、高電流密度での超低オン抵抗などを活用して、優れたサージ電流性能を提供します。図4の例では、SiC FETの最大過電流は、同じパッケージの最低オン抵抗のSi MOSFET（t_p~0.5ms-1ms）より2.8倍高いことが示されています。

この新しい超低オン抵抗TOLL部品は、低伝導損失、小型、高サージ耐久性、優れたターンオフ能力により、積極的な冷却が利用できない小型の密閉空間で熱的に厳しいことが多い保護アプリケーションに最適な候補となっています。また、複数のFETを並列接続する必要性を減らし、ヒートシンクを最小限に抑えることができます。

Qorvo 750V SiC FET 製品ポートフォリオ

Qorvo 750V SiC FET 製品ポートフォリオは SiC FET製品ページに詳細を記載しています。ご興味のある方は以下より、詳細をご覧ください。

お問い合わせ / お見積もり

本製品に関してご質問、お見積もりをご希望の方は以下よりお問い合わせください。