シリコン カーバイド半導体製品

シリコン カーバイド半導体

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概要

画期的な技術で高性能と低損失を両立 シリコン カーバイド (SiC) 半導体はシステム効率の改善、小型化、動作温度の高温化を目指すパワー エレクトロニクス設計者にとって革新的な新しい選択肢であり、産業、医療、軍事航空宇宙、航空、通信等、様々な市場の製品に使えます。弊社の次世代SiC MOSFET と SiC SBD は定格電流時の Unclamped Inductive Switching (UIS) に対する能力が高められており、繰り返しても劣下や不良が発生しません。この新しい SiC MOSFET は約 10 ～ 15 J/cm2 での UIS 能力が高く、3 ～ 5 μs での堅牢な短絡保護を備えています。Microchip 社の SiC Schottky Barrier Diode (SBD) は低逆電流時のサージ電流、順方向電圧、熱抵抗、熱容量の定格のバランスが取れており、スイッチング損失が低減されています。さらに SiC MOSFET と SiC SBD のダイは組み合わせてモジュールで使えます。Microchip 社の SiC MOSFET と SiC SBD 製品は AEC-Q101 規格に適合します。

• 超低スイッチング損失• 逆回復電荷がゼロのためシステム効率が良好

• 高電力密度• 小フットプリントによりシステムの小型化と軽量化が

可能• 高熱伝導率• 熱伝導率がシリコンの 2.5 倍

• 放熱要件の低減• コストの低減と小型化

• 高温動作• 電力密度と信頼性の向上

SiC は高周波および 高電力密度アプリケーションに

対応する優れた技術

低い電力損失 高い最大周波数 高い接合部温度

冷却が容易 システムの小型化

高い信頼性

車載 産業 航空 防衛 医療

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スイッチング周波数の高速化

SiC は高スイッチング周波数、高効率、高電圧 (650 V 超 ) アプリケーションに理想的な技術です。主なターゲット市場とアプリケーションは以下の通りです。 • 産業 - モータ駆動、溶接、UPS、SMPS、誘導加熱• 輸送 / 車載 - 電気自動車 (EV) バッテリ用充電器、車載充電

器、ハイブリッド車 (HEV) パワートレイン、DC-DC コンバータ、エネルギ回生

• スマートエネルギー - 光起電 (PV) インバータ、風力タービン• 医療 - MRI の電源、レントゲン装置の電源• 商用航空 - アクチュエータ、空調、配電• 防衛 - モータ駆動、補助電源、車両統合制御システム

SiC MOSFET と SiC ショットキー バイアダイオード製品ラインを使うと、シリコン製の MOSFET と IGBT のソリューションに比べてシステムのダウンサイズと冷却システムの小型化 / 低コスト化が可能なため、総所有コストの低減とシステムの効率化を図れます。

自社製造とファウンドリに対応設計• シルバコ社の設計とプロセス シミュレータ• TCAD-TMA• マスク作成とレイアウト• SolidWorks® Simulation と有限要素解析 (FEA)

プロセス• 高温イオン注入• 高温アニール処理• SiC MOSFET ゲート酸化膜• ASML 社製ステッパ• RIE とプラズマ エッチング• スパッタリングと蒸着による金属膜の形成

解析とサポート• SEM/EDAX• サーマル イメージング• フォト エミッション顕微鏡システム (Phemos 1000)

信頼性試験とスクリーニング• AEC-Q101• HTRB と HTGB• Sonoscan と X 線

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SiC ディスクリート製品

SP6LI SiC パワーモジュール

MSC Microchip

nnn SiC SBD: Current SiC MOSFET: RDS(on)

Sxy S: Silicon Carbide (SiC) x: D = Diode M = MOSFET y: Revision or generation

vvv Voltage 070 = 700 V 120 = 1200 V 170 = 1700 V

p Package code B = TO-247 K = TO-220 S = D3PAK J = SOT-227

MSC nnn Sxy vvv p

MSC = Microchip G = RoHS compliant

Semiconductor type: SM = MSC SiC MOSFET MC = Wolfspeed

Breakdown voltage: 90 = 900 V 120 = 1200 V 170 = 1700 V

RDS(on): M02 = 02 mOhms M03 = 03 mOhms M08 = 08 mOhms

Anti-parallel Diode: C = added SiC Diode Left blank = no diode

Temperature Sensor: T = Thermistor (NTC) Left blank = no NTC

Package: 6LI = SP6 Low Inductance

Substrate material: A = AIN N = Si3N4

Baseplate material: M = AISiC Left blank = Copper

Electrical topology: A = Phase Leg

MSC MC 120 A M02 C T 6LI N G

SiC ディスクリート製品とモジュールの命名規則

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ディスクリート製品

SiC ショットキー バリアダイオード

製品番号 電圧 (V) IF (A) パッケージ

MSC010SDA070B

700

10 TO-247

MSC010SDA070K 10 TO-220

MSC030SDA070B 30 TO-247

MSC030SDA070K 30 TO-220

MSC050SDA070B 50 TO-247

MSC010SDA120B

1200

10 TO-247

MSC010SDA120K 10 TO-220

MSC015SDA120B 15 TO-247

MSC030SDA120B 30 TO-247

MSC030SDA120K 30 TO-220

MSC030SDA120S 30 D3PAK

MSC050SDA120B 50 TO-247

MSC050SDA120S 50 D3PAK

MSC010SDA170B

1700

10 TO-247

MSC030SDA170B 30 TO-247

MSC050SDA170B 50 TO-247

SiC MOSFET

製品番号 電圧 (V) RDS(on) パッケージ

MSC090SMA070B

700

90 m ΩTO-247

MSC090SMA070S D3PAK

MSC060SMA070B60 m Ω

TO-247

MSC060SMA070S D3PAK

MSC035SMA070B35 m Ω

TO-247

MSC035SMA070S D3PAK

MSC015SMA070B15 m Ω

TO-247

MSC015SMA070S D3PAK

MSC280SMA120B

1200

280 m ΩTO-247

MSC280SMA120S D3PAK

MSC140SMA120B140 m Ω

TO-247

MSC140SMA120S D3PAK

MSC080SMA120B

80 m Ω

TO-247

MSC080SMA120S D3PAK

MSC080SMA120J SOT-227

MSC040SMA120B

40 m Ω

TO-247

MSC040SMA120S D3PAK

MSC040SMA120J SOT-227

MSC025SMA120B

25 m Ω

TO-247

MSC025SMA120S D3PAK

MSC025SMA120J SOT-227

MSC750SMA170B

1700

750 m ΩTO-247

MSC750SMA170S D3PAK

MSC045SMA170B45 m Ω

TO-247

MSC045SMA170S D3PAK

SiC MOSFET の特長と利点

特性 SiC と Si の比較 結果 利点

電界破壊耐量 (MV/cm) 10 倍高い ON 抵抗が低い 高効率

飽和ドリフト速度 (cm/s) 2 倍高い 高速スイッチング 小型化

バンドギャップ エネルギ (ev) 3 倍高い より高い接合部温度 冷却性の向上

熱伝導率 (W/m.K) 3 倍高い より高い電力密度 より大きい電流出力

正温度係数 自己制御 並列化が容易

SOT-227D3PAK (TO-268)

TO-247 TO-220TO-247-3L

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パワーモジュールの利点• 高速スイッチング• 低スイッチング損失• 低入力容量

• 高電力密度• 薄型パッケージ• 最小限の寄生インダクタンス

• 低システムコスト• 標準モジュールとカスタム モジュール• Si/SiC デバイスの選択が可能

標準モジュール製品番号 タイプ 回路方式 電圧 (V) 電流 パッケージ

APT2X20DC60J

SiC ダイオードモジュール

デュアル ダイオード

600

20 SOT227

APT2X30DC60J 30 SOT227

APT2X50DC60J 50 SOT227

APT2X60DC60J 60 SOT227

APT2X20DC120J

1200

20 SOT227

APT2X40DC120J 40 SOT227

APT2X50DC120J 50 SOT227

APT2X60DC120J 60 SOT227

APT40DC60HJ

フルブリッジ

60040 SOT227

APTDC40H601G 40 SP1

APT10DC120HJ

1200

10 SOT227

APT20DC120HJ 20 SOT227

APTDC20H1201G 20 SP1

APT40DC120HJ 40 SOT227

APTDC40H1201G 40 SP1

APT50MC120JCU2

SiC MOSFETモジュール

昇圧チョッパ

1200

50 SOT227

APT100MC120JCU2 100 SOT227

APTMC120HM17CT3AG フルブリッジ 110 SP3F

APTMC120AM55CT1AG

位相レグ

40 SP1

APTMC120AM25CT3AG 80 SP3F

APTMC120AM20CT1AG 100 SP1

APTMC120AM16CD3AG 100 D3

APTMC120AM12CT3AG 150 SP3F

APTMC120AM08CD3AG 185 D3

APTMC120AM09CT3AG 200 SP3F

APTMC170AM60CT1AG1700

40 SP1

APTMC170AM30CT1AG 80 SP1

APTMC60TL11CT3AG

3 レベルインバータ

600

20 SP3F

APTMC60TLM55CT3AG 40 SP3F

APTMC60TLM14CAG 160 SP6

APTMC120HR11CT3AG

1200

20 SP3F

APTMC120HRM40CT3AG 50 SP3F

APTMC120TAM34CT3AG

3 相ブリッジ3 相レグ

55 SP3F

APTMC120TAM33CTPAG 60 SP6P

APTMC120TAM17CTPAG 100 SP6P

APTMC120TAM12CTPAG 150 SP6P

MSCMC120AM07CT6LIAG

超低 インダクタンス SiC MOSFET モジュール

位相レグ 1200

210 SP6LI

MSCMC120AM04CT6LIAG 307 SP6LI

MSCMC120AM03CT6LIAG 475 SP6LI

MSCMC120AM02CT6LIAG 586 SP6LI

MSCMC170AM08CT6LIAG 位相レグ 1700 207 SP6LI

電源モジュール

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ゲートドライバ ソリューション

MSCSICMDD/REF1 はハーフブリッジ用ハイ / ローサイド ドライバ、または個別のドライバとしても利用できます。• 400 kHz の最大スイッチング周波数• 各サイドのゲート駆動電力が 8 W• 30 A のピーク出力電流• –5V/+20 V のゲート駆動電圧• +/– 100 kV/uS 駆動速度• 両方のゲートドライバに 2000 V 耐圧のガルバニック絶縁microsemi.com/product-directory/reference-designs/MSCSICMDD-REF1

カスタマイズ弊社はパッケージ、相互接続、構成、性能、コストの面において様々な要素を組み合わせた総合的なエンジニアリング ソリューションを提供しています。

既存の標準的なパワーモジュールの製品ラインを使い、シンプルな部品、変更を加えた部品、フルカスタマイズ部品を提供してお客様のニーズを 100% 満たす事ができます。

Microchip 社とそのパートナー エコシステムはユーザがオープンソースで使いやすい SiC MOSFET ドライバ ソリューションを提供しており、SiC MOSFET およびパワーモジュールをお使いのお客様は開発期間を短縮できます。多くの SiC 回路方式で、弊社製のSiC MOSFET を使った絶縁型デュアルゲート ドライバのリファレンス デザインを利用できます。

絶縁型 SiC MOSFET ドライバ リファレンス デザイン

製品番号 ゲート駆動電圧 (V) 周波数 ( 最大 ) サイドあたりの駆動電力

MSCSICMDD/REF –5/+20 400 kHz 8 W

MSCSICSP3/REF2 –5/+20 400 kHz 16 W

• 設計の専門知識• 高電力密度

• 薄型パッケージ• 拡張温度レンジ

• 柔軟なピン配置• シリコンとの組み合わせ

SP3F 標準パッケージと互換

MSCSICSP3/REF2 は SP3F 標準パッケージ モジュールと互換のハーフブリッジ ドライバです。• 400 kHz の最大スイッチング周波数• 各サイドのゲート駆動電力が 16 W• 30 A のピーク出力電流• -5 V/+20 V のゲート駆動電圧• +/– 100 kV/uS 駆動速度• 両方のゲートドライバに 2000 V 耐圧のガルバニック絶縁microsemi.com/product-directory/reference-designs/MSCSICSP3-REF2

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サポートMicrochip 社は、お客様に短期間で効率良く製品を開発して頂けるようサポートの充実に努めています。製品とシステムのサポートを提供できる、フィールド アプリケーション エンジニアと技術サポートの世界的ネットワークを維持しています。詳細は www.microchip.com を参照してください。• 技術サポート : www.microchip.com/support• Microchip 社デバイスの無償評価サンプル :

www.microchip.com/sample• ナレッジ データベースとユーザ同士のディスカッション :

www.microchip.com/forums• 営業と国際物流 : www.microchip.com/sales

トレーニング追加トレーニングのご希望に応えるため、Microchip 社は詳細な技術トレーニング、参考資料、自分のペースで進められるチュートリアル、各種オンライン リソースを含む複数のリソースを提供しています。• 技術トレーニング リソースの概要 :

www.microchip.com/training• MASTERs カンファレンス :

www.microchip.com/masters• Developer Help ウェブサイト :

www.microchip.com/developerhelp• 技術トレーニング センター :

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2018/08/15

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