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業界トップの低オン抵抗を実現した第4世代SiC MOSFETを開発:xEV/EVの主機インバータやバッテリーの高電圧化に対応

2020.09.15

ロームは、主機インバータをはじめとする車載パワートレインシステムや産業機器向け電源に最適な「1200V 第4世代SiC MOSFET」を開発しました。この第4世代SiC MOSFETは業界トップ*の低オン抵抗を実現しており、次世代電動車(xEV)の高効率で小型・軽量化された電動システム、駆動の中核を担う主機インバータシステムの小型・高効率化や、電気自動車(EV)のバッテリー容量の増加にともなう充電時間の短縮バッテリーの高電圧化(800V)などへの対応が期待されています。現在、ベアチップでのサンプル供給が可能になっています。
*2020年6月17日ローム調べ

業界トップの低オン抵抗を実現した第4世代SiC MOSFET。

<1200V 第4世代SiC MOSFETのポイント>

  • ・ローム独自のダブルトレンチ構造を発展させ、短絡耐量時間を犠牲にすることなく、従来品と比べ単位面積当たりのオン抵抗を約40%低減。
  • ・寄生容量を大幅に削減したことで、従来品と比べスイッチング損失を約50%削減
  • ・上記の実現により、インバータ、電源など、様々な電力変換アプリケーションで小型化や低消費電力化が可能。

独自のトレンチ構造を発展させ、業界トップの低オン抵抗を実現

ロームは2015年に世界で初めて独自のトレンチ構造を採用したSiC MOSFETの量産化に成功し、継続的にSiC パワーデバイスの性能向上に取り組んでいます。オン抵抗の低減は、トレードオフとして短絡耐量時間が短くなるという課題がありますが、第4世代となる今回開発したSiC MOSFETでは、独自のダブルトレンチ構造をさらに発展させることにより、短絡耐量時間を犠牲にすることなく、従来品に比べて単位面積当たりのオン抵抗を約40%低減することに成功しました。

業界トップの低オン抵抗を実現した第4世代SiC MOSFET。従来品に比べて単位面積当たりのオン抵抗を約40%低減することに成功。

寄生容量を大幅に削減しスイッチング損失を50%低減

一般的にMOSFETは、低オン抵抗化や大電流化を進めると各種寄生容量が増加する傾向にあります。寄生容量が増加するとスイッチング損失が増えるため、SiCが本来有している高速スイッチング動作が制限されてしまいます。この第4世代では、ゲート-ドレイン間容量(CGD)を大幅に削減することで、従来品に比べてスイッチング損失を約50%低減しています。

業界トップの低オン抵抗を実現した第4世代SiC MOSFET。寄生容量を大幅に削減しスイッチング損失を50%低減

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パワー製品の小型化、低消費電力化、高効率化に大きな可能性をもったシリコンカーバイド(SiC)の物性の基本、ダイオード、トランジスタとしての使い方と活用事例が示されています。

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