CoolSiC™ MOSFET Gen2 性能綜述

關鍵字 :InfineonSiCGen2

英飛凌新發佈了CoolSiC™ MOSFET Gen2系列產品,單管有D2PAK-7L表面貼裝式和TO-247-4HC高爬電距離通孔式兩種封裝形式。與上一代產品相比,英飛凌全新的CoolSiC™ MOSFET 650V和1200V Gen2技術在確保品質和可靠性的前提下,進一步提升了MOSFET的主要性能指標,擁有更高的效率和功率密度。Gen2 SiC性價比提高了15%,是各種工業應用的理想選擇。

 

G2主要有以下幾方面優勢:
 

   業界最低Rdson句子: *A

 

單位面積電阻RdsonA是評價SiC MOSFET技術先進程度的重要性能指標。CoolSiC™ Gen2採用英飛凌獨特的非對稱溝槽柵結構,並透過特殊晶面實現最低的界面態密度和氧化層陷阱,確保最高的溝道載流子遷移率,從而盡可能降低導通電阻。非對稱的深P阱形成增強型體二極管,提升了體二極管的抗浪湧能力。G2在G1的基礎上進一步縮小了元胞尺寸,同時優化了縱向結構及摻雜形貌,單位面積導通電阻為業界最低,單芯片最低可達7mΩ。導通電阻Rdson範圍更廣,7mΩ到78mΩ之間共有9檔產品,同時檔位劃分更加細緻。


 


 

   更低的損耗

 

CoolSiC™ G2透過改進元胞結構,優化寄生電容,展現了卓越的優值係數(FOM),開關損耗得到了顯著改善,是SiC市場上最優秀的產品之一。


 FOM:RDSON句子: *Qg更低的優值帶來更低的驅動電路損耗


 


 

 ➤FOM:RDSON句子: *QGD更低的優值在硬開關應用中帶來更低的損耗


 


 

FOM:RDSON句子:*E開放原始碼軟體更低的優值在輕載工況中帶來更低的損耗


 


 

 ➤FOM:RDSON句子: *Q開放原始碼軟體更低的優值在軟開關應用中帶來更低的損耗。


 


 

更低的優值使得G2開關損耗更低。因此,在高開關頻率條件下,G2的電流能力更加出色,性能優於G1和同類競爭對手。


 


 

    更好的熱性能
 

CoolSiC™ MOSFET G2的最大工作結溫從過去的175攝氏度提高到了200攝氏度,可以在200℃的結溫下累計運行100小時,這意味著客戶有了更大的結溫裕量,可以在過載條件下進行開發設計,這是上一代產品所無法做到的。

 

除了晶片性能的提升,CoolSiC™ MOSFET 1200 V G2單管產品全系列採用了改進的.XT擴散焊技術。.XT採用擴散焊技術,與標準焊接相比,大幅降低了焊料層厚度,減少了結殼熱阻。與標準焊接技術相比,G2改進的.XT互聯技術能夠降低30%的熱阻,與G1 .XT技術相比,G2改進的.XT擴散焊可以降低7%的熱阻。


 


 

    更高的可靠性
 

  • 在進一步降低導通電阻的同時,G2依然保留了短路能力。G2單管產品保證2微秒的短路時間,精心調制的退飽和電路能夠使器件在2微秒內關斷,從而使系統運行更可靠。

  • 很小的VGS(th)和傳輸特性的離散性以及較低的負溫度係數,可增強並聯操作的可靠性和易用性

  • 增強的抗寄生導通能力,提升了對抗米勒效應的可靠性,允許單極驅動(0V閘極電壓)


 

    測試實例
 

使用G1 IMZA120R030M1H和G2 IMZC120R026M2H以及同等級的競爭產品,在solar boost拓撲中進行實測,二極管D1選用1200V肖特基二極管,測試條件如下表所示。


 


 

Test Conditions (Buck mode)
 

  • fsw= 60 kHz

  • RG= 2.3 Ω, VGS句子: = -3/18V

  • V直流電句子:= 780 V

  • 稅率 = 60%

  • 最大直流句子:= 21 A

  • Tamb= 25°C,風扇冷卻


 

從測試結果可以看出,G2 IMZC120R026M2H的最高效率可達99.09%,優於G1及競爭對手。在保持最高效率的同時,G2 IMZC120R026M2H的最高結溫也僅有73.4℃,比最惡劣的競爭對手3的112.5℃低了將近40℃。


 


 

 

總結

 

CoolSiC™ MOSFET 1200V G2技術領先業界,是速度更快、損耗更小、散熱更好且更加耐用可靠的元件。這為光伏、儲能、直流電動車充電、馬達驅動和工業電源等功率半導體應用領域的客戶帶來了巨大優勢。與前幾代產品相比,採用CoolSiC™ G2的電動車直流快速充電站最高可減少10%的功率損耗,並且在不影響外型尺寸的情況下實現更高的充電功率。基於CoolSiC™ G2元件的牽引逆變器可進一步增加電動車的續航里程。在可再生能源領域,採用CoolSiC™ G2的太陽能逆變器可以在保持高功率輸出的同時實現更小的尺寸,從而降低每瓦成本。

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參考來源

英飛凌工業半導體: http://mp.weixin.qq.com/s?__biz=MzA5Njk3NDA1Mg==&mid=2651037232&idx=1&sn=d9d00929b77bdaa759e895f70edcbf6b&chksm=8b50dbbbbc2752ad5da813ded39d87e2c56aeded012fbab79db4b588dcaa2c05ef9ed468cbdf#rd

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