ROHM推出600V SuperJunction(超接合面) MOSFET PrestoMOS全新「R60xxJNx系列」
具業界最快反向恢復時間 適用於節能家電及EV充電樁

2019年3月21日

<概要>

半導體製造商ROHM(總公司:日本國京都市)推出600V耐壓超接合面 MOSFET「PrestoMOS」系列產品,在保持業界最快的反向恢復時間(trr※1))的同時,提高設計靈活度,非常適用於空調、冰箱等生活家電的馬達驅動以及EV充電樁。而該「R60xxJNx系列」產品群於近期又新增共30種機型。
此次研發的新系列產品與傳統產品同樣利用了ROHM獨有的LifeTime控制技術,實現了業界最快的反向恢復時間(trr)。與IGBT相比,輕負載時的功耗成功減少了58%左右。另外,透過提高導通MOSFET所需要的電壓基準,可以避免發生造成損耗增加原因之一的誤開啟(Self Turn-on)現象※2)。不僅如此,還透過最佳化內建二極體的特性,改善了超接合面MOSFET特有的軟恢復指數※3),可減少引發誤動作的雜訊干擾。透過減少這些阻礙使用者實行最佳化電路時的障礙,以提高設計靈活度。該系列產品已經以月產10萬個的規模逐步投入量產(樣品價格:180日元起,不含稅)。前段製程的製造據點為ROHM Apollo Co., Ltd.(日本福岡),後段製程的製造據點為ROHM Korea Corporation(韓國)。

 

<背景>

據瞭解,在全球的功率需求中,近50%用於馬達驅動,隨著生活家電在新興國家的普及,馬達驅動帶來的功率消耗量預計會逐年增加。一般來說,包括空調和冰箱在內,生活家電多使用變頻電路進行馬達驅動,而變頻電路的開關元件通常會使用IGBT。然而,近年來在節能性能需求高漲的大趨勢下,可有效降低裝置穩定運行時功耗的MOSFET正在逐步取代IGBT。在這種背景下,ROHM於2012年成為第一家開始量產以業界最快反向恢復特性為特點的功率MOSFET PrestoMOS,且由於該系列產品可大大降低應用的功耗,因此受到市場的高度好評。

 

<什麼是PrestoMOS>

Presto表示“極快”,是源自於義大利語的音樂術語。
通常MOSFET具有快速開關以及在低電流範圍的低導通損耗的優勢。例如,用於空調的情況下,非常有助於穩定運轉時實現低功耗。
PrestoMOS正是在低電流範圍實現低功耗、以業界最快的反向恢復時間(trr)為特點的ROHM獨創的功率MOSFET。

※PrestoMOS是ROHM的註冊商標。

<提高設計靈活度的關鍵>

開關速度的高速化與誤開啟現象、雜訊干擾是相悖的,使用者在電路設計時需要透過調整閘極電阻來進行最佳化。與一般的MOSFET相比,ROHM的R60xxJNx系列已經採取了針對誤開啟現象以及雜訊的對策,有助於提高設計靈活度。

1.避免增加損耗的誤開啟對策

本系列產品透過最佳化MOSFET結構上存在的寄生電容,將開關時的額外閘極電壓降低了20%。另外,使MOSFET導通所需的閾值電壓(Vth)增加了約1.5倍,是“不易產生誤開啟現象的設計”。因此,擴大了用戶透過閘極電阻來進行損耗調節的範圍。

2.改善恢復特性,減少雜訊干擾

一般來說,超接合面MOSFET的內建二極體的恢復特性為硬恢復。然而,ROHM的R60xxJNx系列,透過最佳化結構,與傳統產品相比,新產品的軟恢復指數改善了30%,不僅保持了業界最快的反向恢復時間(trr),還成功減少了雜訊干擾。因此,用戶可更輕易地透過閘極電阻來調節雜訊干擾。

 

<產品系列>

Package
  TO-252
(DPAK)
[SC-63]
TO-263
(LPT(S) D2PAK)
[SC-83]
TO-220FM TO-3PF TO-247
Ron typ
(mΩ)
1100 R6004JND3 R6004JNJ R6004JNX    
720 R6006JND3 R6006JNJ ☆R6006JNX    
600 R6007JND3 R6007JNJ R6007JNX    
450 R6009JND3 R6009JNJ R6009JNX    
350   R6012JNJ ☆R6012JNX    
220   R6018JNJ R6018JNX    
180   R6020JNJ R6020JNX R6020JNZ R6020JNZ4
140     R6025JNX R6025JNZ R6025JNZ4
110     ☆R6030JNX R6030JNZ R6030JNZ4
90         R6042JNZ4
64       ☆R6050JNZ ☆R6050JNZ4
45         ☆R6070JNZ4

☆為開發中

 

<應用範例>

アプリケーション

空調、冰箱、工控裝置(充電樁等)

<名詞解釋>

※1 trr : 反向恢復時間 (Reverse Recovery Time)

開關二極體從導通狀態到完全關斷狀態所需的時間。

※2 誤開啟現象

對MOSFET外加急劇的電壓時,會產生額外的閘極電壓,超過產品特定的閾值而使MOSFET誤導通的現象。此時產生的不必要的導通時間會直接導致損耗增加。一般多發於逆變電路等橋式電路,通常需要採取增加外接零件等對策。

※3 軟恢復指數

通常,二極體存在反向恢復時間(trr)短但容易產生雜訊的硬恢復,和不容易產生雜訊但反向恢復時間(trr)長的軟恢復兩種復原模式,尤其在超接合面MOSFET內建的二極體,其使用硬恢復的特性較為顯著。圖中的ta÷tb是用來表示軟恢復性能的指數。

 

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