IGBTs sorgen für hohe Schaltungseffizienz & sanftes Schaltverhalten

22nd May 2017
Posted By : Barney Scott
IGBTs sorgen für hohe Schaltungseffizienz & sanftes Schaltverhalten

ROHM Semiconductor hat die Technologie seiner 650V IGBTs der dritten Generation auf der PCIM bekannt gegeben. Mit ihrer äußerst fortschrittlichen Struktur und ihren vorteilhaften Eigenschaften sind diese Bausteine geeignet für sanftes und hocheffizientes Schalten in industriellen Anwendungen und Hausgeräten.

Leistungshalbleiter, darunter auch IGBTs, werden in vielen Arten von Hochspannungs-Anwendungen eingesetzt und gewinnen dadurch ständig an Bedeutung. Von diesen Bauelementen wird verlangt, dass sie ein hohes Effizienz- und Zuverlässigkeitsniveau bieten und gleichzeitig die Verluste gering halten. Als Erweiterung seines bestehenden Angebots an IGBTs mit hoher Stromtragfähigkeit sowie solchen mit geringerer Sättigungsspannung und kürzeren Schaltzeiten stellt ROHM nunmehr seine dritte, für hohe Effizienz ausgelegte IGBT-Generation vor. In den neuen Bausteinen kommt eine dünnere Waferstruktur im Verbund mit Field-Stop- und proprietären Trench-Gate-Technologien zum Einsatz, um ein Performance-Niveau nach dem neuesten Stand der Technik zu erreichen und der zunehmenden Forderung nach hohen Schaltfrequenzen nachzukommen.

Auf der Basis einer fortschrittlichen Field-Stop-Struktur weisen die neuen 650 V IGBTs der dritten Generation von ROHM einen geringeren Trägerkonzentrations-Gradienten in der Driftregion auf, was zu einer besseren Ladungsträger-Verteilung führt. Dies wiederum ermöglicht eine niedrigere Sättigungsspannung und eine Anhebung der Schaltgeschwindigkeit, sodass die bei konventionellen Lösungen notwendige Abwägung zwischen Sättigungsspannung und Abschaltverlusten entfällt.

ROHM setzt darüber hinaus eine hoch entwickelte Trench-Gate-Struktur ein, die für eine geringere Gateladung und -kapazität sorgt. Die Optimierung der Dotierung und der Zellenstruktur hat in Verbindung mit einem gegenüber der zweiten Generation um 15% dünneren Wafer zur Folge, dass die Gesamtverluste bei diesem Baustein deutlich geringer sind. Während der Leitphase führt die reduzierte Trägerkonzentration zu geringeren Abschaltverlusten. Außerdem behalten die neuen Bauelemente ihr sanftes Schaltverhalten auch mit einem geringen externen Gatewiderstand bei. Messergebnisse lassen auch bei hohen Schaltgeschwindigkeiten nur ein geringes Rauschen erkennen. Miniaturisierung und herausragende Eigenschaften bewirken eine Absenkung der Sättigungsspannung um 6% sowie der Abschaltverluste um 20% gegenüber der zweiten Generation, sodass sich die System-Performance entsprechend verbessert.

Die Reihe der 650 V IGBTs der dritten Generation umfasst in der Serie RGTV Typen für 30, 50 und 80A und in der Serie RGW Ausführungen für 30, 40 und 50A. Zur Auswahl stehen die beiden Gehäusebauarten TO-247N und TO-3PFM. Es gibt zwei optimierte Serien: Während die Serie RGTV für Anwendungen vorgesehen ist, die nach erhöhter Kurzschlusssicherheit verlangen, ist die RGW-Serie mit ihrer niedrigen Gateladung und -kapazität sowie ihren extrem geringen Schaltverlusten speziell für Wandler ausgelegt. In beide Serien ist zur Optimierung der Effizienz eine sehr schnelle FRD mit sanftem Sperrverzögerungsverhalten integriert.

Muster sind sofort lieferbar, OEM-Stückzahlen ab Sommer 2017 (abhängig vom Produkt).





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