従来のSiC製品では、400Vまたは500Vのバッテリー/バス電圧アプリケーションの設計マージンが確保できないという課題がありました。この課題を解決することで、自動車および産業用充電器、通信インフラの整流器、データセンター向けPFCや DC/DC変換、および再生可能エネルギーやエネルギー貯蔵アプリケーションへの SiCの採用を加速することができるようになります。

本記事ではUnitedSiCの第4世代 SiC FET(750Vシリーズ)Gen4デバイスが、上記課題を解決できる製品であり、その詳細を紹介します。Gen4シリーズは、定格電圧が上昇しているにもかかわらず、高度なセル密度を採用しているため、単位面積あたりのRDS(on)を低減することができ、業界で最も低いオン抵抗の製品をすべてのパッケージで提供します。さらに、高い電流定格は、高度な焼結ダイアタッチ技術によって達成され、改善された放熱性能を提供します。

UJ4C SiC FET シリーズ

新しいGen4UJ4CシリーズのSiCFETは、自動車および産業用充電、通信整流器、データセンターPFC DC-DC変換、再生可能エネルギーおよびエネルギー貯蔵アプリケーションでの電力性能の向上を加速するように設計された画期的な性能レベルを提供します。

新しいSiCFETシリーズのハイライトは次のとおりです。

・750V、VDS定格
・クラス最高の性能指数は、伝導損失を低減し、高速で効率を向上させ、すべて新しいレベルの費用対効果を実現します。
・一般的な0V〜12Vまたは15Vのゲート駆動電圧で安全に駆動
・VTH=5Vによる優れたノイズマージン
・すべてのSiIGBT、Si MOSFET、およびSiCMOSFET駆動電圧で動作
・内蔵ESDゲート保護クランプ
・すべてのデバイスはAEC-Q101認定済み
・業界標準のTO247-3LおよびTO247-4L(ケルビン)パッケージを使用

当社の第4世代テクノロジーに基づいて、これらの新しいSiC FETは、パワー設計者に独自のシステムでより優れたパフォーマンスと効率への直接的な道を提供する優れた機能を組み込んでいます。

主な仕様

・750V

・18mohmから60mohmまでの低RDS(オン)

・鍵となる性能指数は、次世代の高性能電力設計を可能にします

 - クラス最高のRDS(on)xエリア

 - 特定のRDS(on)でのQrrおよびEon / Eoffの損失の改善

 - Coss(er)/ EossとCoss(tr)の両方を減らす

・優れた逆回復

・優れたボディーダイオード性能(Vf <2V)

・低ゲート電荷

・ESD保護、HBMクラス2

・TO247-3LおよびTO247-4L(ケルビン)パッケージ

・AEC-Q101認定

デバイスの仕様

Spec

UJ4C

075018K3S

075018K4S

UJ4C

075060K3S

075060K4S

Irated (Tc 100°C) 60A 21A
Voltage rating 750V 750V
RDS(on) @ 25°C 18mΩ 60mΩ
RDS(on) @ 125°C 31mΩ 106mΩ
Tj (max) 175°C 175°C
Rth, j-c (max) 0.3°C/W 0.75°C/W
Qg 38nC 38nC
VFSD @ 25C 1.2V 1.3V
Eoss (400V) 12uJ 4uJ
Coss, tr (400V) 280pF 94pF

最高の性能指数

性能指数(FoM)の比較は、電力設計者が競合するテクノロジーの潜在的なパフォーマンスを評価するために重要です。 設計者は、FoMベースでテクノロジを評価することにより、特定の製品仕様に基づいて設計に最適なテクノロジーを特定できるだけでなく、さまざまなトポロジー、電力レベルなどでパフォーマンスを幅広く比較できます。

UnitedSiCの新しい750VGen 4 SiC FETは、RDS(on)x Area、RDS(on)x Coss、tr、およびRDS(on)x Eossの新しいベンチマークにより、パワースイッチFoMの業界をリードするパフォーマンスを実現します。 以下に示すデータシートの結果は、新しい高性能Gen 4シリーズデバイスが、競合するSiC FETデバイスと比較して、ハードおよびソフトスイッチ回路でどのように低い導通損失、単純なゲート駆動、および低減されたスイッチング損失を提供するかを示しています。

RDS(on)x Area

特定のフットプリントまたはパッケージタイプで、有用な温度範囲全体で最小の伝導損失

・25°Cで65〜75%少ない伝導損失

・125°Cで45-70%少ない伝導損失

ハードスイッチング

低いEoss / Qoss x RDS(on)に基づく最小の総損失

・競合他社のほぼ2倍優れています

ソフトスイッチング

低いRDS(on)x Coss、trを維持することで、ソフトスイッチアプリケーションでより高い電力密度が可能になります。

・Qg xVDriveによるゲートドライブ損失の5〜10分の1

・優れたボディダイオードにより、共振のない信頼性の高い動作が可能になります

第4世代 SiC FET紹介動画

UnitedSiC社の会社紹介から、今回販売を開始した第4世代SiC FET製品の特徴などを分かりやすく説明した動画になっておりますので、ご興味のある方はぜひご覧ください。

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