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SiC <span style='color:red'>MOSFET</span>短路特性以及短路保护方法

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SiC MOSFET短路特性以及短路保护方法

　　在光伏逆变器、车载充电器及牵引逆变器等应用领域中，由第三代半导体材料碳化硅(SiC)制成的SiC MOSFET正逐步替代由传统硅基(Si)制成的Si IGBT。这是因为碳化硅(SiC)材料相比传统硅(Si)材料具有更优越的物理特性，使得SiC MOSFET在高功率、高频率应用中表现更优，能显著提升设备效率并实现轻量化的系统设计。但SiC MOSFET和Si IGBT的器件特性存在差异——两者在短路故障时的短路耐受能力不同，这对保护电路的响应速度提出了更高要求。　　本文从SiC MOSFET的器件特性出发，分析其与Si IGBT在故障响应上的本质差异的原因，并提出针对性保护策略。最后结合纳芯微自主研发的栅极驱动技术，详细阐述去饱和检测的设计方法。　　1. SiC MOSFET短路特性介绍　　在电力电子的许多应用中，短路故障是常见的工况，这就要求功率器件具备短时耐受能力，即可以在一定的时间内承受短路电流而不发生损坏。Si IGBT 通常的短路能力为5-10μs，而SiC MOSFET的短路耐受时间普遍较短(一般为2μs左右)。　　Si IGBT与SiC MOSFET的短路能力的差异主要体现在以下两方面：　　1)在相同阻断电压和电流额定值的情况下，SiC材料具有较高的临界击穿场强，基于这一特性，SiC MOSFET的芯片面积相较于Si IGBT更小，能实现更高的电流密度，但这也导致发热更为集中。　　2)SiC MOSFET 与Si IGBT的输出特性存在差异。如图1.1所示，IGBT通常情况下在饱和区工作;当发生短路时，集电极电流IC迅速增加，从饱和区急剧转为线性区，且集电极电流不受VCE电压的影响，因此短路电流以及功耗增加会受到限制。而对于SiC MOSFET，如图1.2所示，它在正常工作期间处于欧姆区;当发生短路时，从欧姆区进入饱和区的拐点并不显著，且饱和区电流随VDE电压升高而增大，导致器件的电流以及功耗增加不受限制。因此SiC MOSFET的短路保护设计尤为重要。　　IGBT输出特性曲线：　　SiC MOSFET输出特性曲线：　　2. SiC MOSFET短路保护方法　　短路保护对于保证系统稳健运行以及充分发挥器件性能非常重要，合格的短路保护措施不仅能够快速响应并关断器件，还能有效避免误触发情况的发生。常见的短路保护方式分为电压检测和电流检测两种类型：电流检测通常借助分流电阻或者SenseFET的方式;电压检测采用退饱和保护，也就是DESAT保护。以下是对这三种短路保护方法的介绍，并阐明了各自的优缺点。　　2.1.分流电阻检测　　下图显示了一种常见的电流检测方案，在电源回路的MOSFET源极串联一个检测电阻ROC，当电流流过电阻ROC会产生一个电压VOC，如果检测得到的电压大于逻辑门电路的阈值电压VOCTH，则会产生一个短路信号OC Fault，与此同时驱动器关闭OUT输出。　　分流电阻检测电流的方案简单明了、易于理解，具备出色的通用性，可以在任何系统中灵活应用。为了保证检测信号的精准度，需要选择高精度电阻以及快速响应的ADC电路;同时为了防止保护信号误触发，需要在比较器前加入适当的滤波电路。该方案可以采用电阻电容以及比较器的分立元器件搭建实现，也可以选择集成OC保护功能的驱动IC芯片。　　针对PFC电路，可对电流检测电阻的位置进行调整，下图展示了一种负压阈值过流检测的方法。以Boost-PFC这类电路结构为例，在功率的返回路径中，电流检测电阻ROC检测得到的电压为负电压，当检测电压小于设置的阈值电压VOCTH时，保护信号将被触发，此时驱动器输出引脚会输出关断信号。　　这种方案的缺点在于电阻带来额外的功率损耗，在大功率系统中，大电流流过检测电阻会产生较大的功率损耗;而在小功率系统中，则需要更大的电阻来保持检测信号的准确性，这同样也会影响系统效率。同时，如图2.1所示的方案，检测电阻带来的压降对功率器件的栅-源极电压造成影响，此外，图2.2所示的方案还存在拓扑的局限性。　　2.2.带电流检测的功率器件　　如下图，有一种带Sense功能的功率器件，其中，SenseFET集成在功率模块内，与主器件并联。通过使用高精度的分流电阻，可对SenseFET的电流进行监测，如此一来，检测到的电流与器件电流同步。　　集成在功率模块内部的SenseFET，因寄生电感小，受到噪声的影响小。但是带SenseFET的电源模块存在明显劣势：一方面，其成本较高，会增加系统整体成本;另一方面，市场上这类器件的种类较少，可替代性较低。　　2.3.退饱和检测　　2.3.1.DESAT功能介绍　　退饱和检测的本质是电压检测，当器件发生短路时，器件漏极和源极两端的电压会异常升高，因此可以通过比较器件正常导通时和短路时的漏源极电压作为短路判断的依据。　　当器件开通且正常工作时，SiC器件两端的电压可能在1V左右，芯片内部集成的电流源IDESAT通过DESAT引脚，流经电阻RDESAT和高压二极管DDESAT至MOSFET的漏极，此时电容CBLANK两端的电压为SiC MOSFET漏源极压降、高压二极管DDESAT两端压降和电阻RDESAT两端压降之和。　　当短路发生时，SiC MOSFET的漏源极电压迅速上升，高压二极管DDESAT反偏，内部电流源IDESAT通过DESAT引脚给外部电容CBLANK充电;当电容CBLANK两端电压超过内部比较器的阈值电压VT(DESAT)，就会触发短路保护。

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SiC MOSFET

发布时间：2025-04-07 14:51 阅读量：247 继续阅读>>

瑞萨推出性能卓越的新型<span style='color:red'>MOSFET</span>

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瑞萨推出性能卓越的新型MOSFET

　　全球半导体解决方案供应商瑞萨电子(TSE：6723)宣布推出基于全新MOSFET晶圆制造工艺——REXFET-1而推出的100V大功率N沟道MOSFET——RBA300N10EANS和RBA300N10EHPF，为电机控制、电池管理系统、电源管理及充电管理等应用提供理想的大电流开关性能。基于这一创新产品的终端设备将广泛应用于电动汽车、电动自行车、充电站、电动工具、数据中心及不间断电源(UPS)等多个领域。　　瑞萨开发的全新MOSFET晶圆制造工艺(REXFET-1)使新产品的导通电阻(MOSFET导通时漏极与源极之间的电阻)大幅降低30%;更低的导通电阻有助于显著降低客户系统设计中的功率损耗。　　REXFET-1工艺还使新型MOSFET的Qg特性(向栅极施加电压所需的电荷量)降低10%，Qgd(在“米勒平台”阶段需要注入栅极的电荷量)减少40%。　　除了优秀的电气特性外，瑞萨的新款RBA300N10EANS和RBA300N10EHPF MOSFET还采用行业标准TOLL和TOLG封装，与其它制造商的器件引脚兼容，且封装尺寸比传统TO-263封装小50%。TOLL封装还具备wettable flanks，便于光学检测。　　Avi Kashyap, Vice President of Discrete Power Solution BU at Renesas表示：“多年来，瑞萨在MOSFET领域积累了丰富的经验和技术优势，凭借我们强大的制造能力和多个高产能工厂的供货保障，瑞萨致力于为客户提供卓越的产品和服务。”　　成功产品组合　　瑞萨将全新MOSFET与其产品组合中的众多器件相结合，推出多种“成功产品组合”方案，包括48V电动平台和三合一电动汽车单元(逆变器、车载充电器、DC/DC转换器)等。这些方案基于相互兼容且可无缝协作的产品，具备经验证的系统架构并带来经优化的低风险设计，以加快产品上市速度。瑞萨现已基于其产品阵容中的各类产品，推出超过400款“成功产品组合”，使客户能够加速设计过程，更快地将产品推向市场。

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瑞萨

发布时间：2025-03-28 14:57 阅读量：269 继续阅读>>

ARK（方舟微）200V N+P双沟道增强型<span style='color:red'>MOSFET</span> - FTE03R20D

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ARK（方舟微）200V N+P双沟道增强型MOSFET - FTE03R20D

　　ARK（方舟微）200V N+P双沟道增强型MOSFET - FTE03R20D信息如下：一、基本信息　　1. 产品名称：FTE03R20D　　2. 产品描述：200V N沟道和P沟道增强型MOSFET　　3. 产品电路图：　　4. 产品基本参数：　　二、产品特性　　集成栅源电阻和齐纳二极管　　可以避免二次击穿　　阈值、导通电阻和输入电容低　　开关速度快　　有独立且电气隔离的N沟道和P沟道　　三、产品介绍　　FTE03R20D是由高电压，低阈值的N沟道MOSFET和P沟道MOSFET组成的器件。该器件集成了栅源电阻和齐纳二极管，这对于高压脉冲应用至关重要。　　FTE03R20D是一款互补型、高速、高压、栅极钳位的N沟道和P沟道的MOSFET对管，采用先进的垂直双扩散MOSFET结构和成熟的硅栅制造工艺。这种设计使得器件既具备了双极晶体管的功率处理能力，又继承了MOSFET器件固有的高输入阻抗和快速的开关速度。　　与所有MOS结构一样，该器件不会发生热失控和热致二次击穿。VDMOSFET因其低阈值、高击穿电压、高输入阻抗、低输入电容和快速的开关速度等特性，非常适合各种开关和放大应用。　　四、常见应用　　1. CMOS逻辑电路：N沟道和P沟道增强型MOSFET经常被集成在一起，用于构建CMOS反相器。这种反相器电路利用N沟道和P沟道MOSFET的互补特性，通过控制输入信号来实现逻辑功能的反转。　　 2. 功率开关应用：增强型VDMOSFET因其低导通电阻和高电流承载能力，在功率开关电路中扮演重要角色。　　3. 电源管理：在电源管理领域，N沟道和P沟道增强型MOSFET被用于构建高效的电源转换器和稳压器。由于它们能够提供快速的开关速度和较低的导通电阻，这些器件可以有效减少能量损耗并提高系统的整体效率。　　4. 放大器电路：在放大器电路设计中，N沟道和P沟道MOSFET也可以被用来构建共源共栅放大器结构。这种设计利用了两种沟道类型的互补特性，以实现更高的增益和更好的频率响应。　　N沟道和P沟道集成的增强型VDMOSFET在现代电子电路设计中具有广泛的应用前景，特别是在需要高效、快速响应和高可靠性的场合。这些器件的互补特性和优异的电气性能使其成为构建复杂电子系统的关键组件。

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ARK（方舟微）

发布时间：2025-03-24 10:00 阅读量：249 继续阅读>>

英飞凌：采用电平位移驱动器和碳化硅SiC <span style='color:red'>MOSFET</span>交错调制图腾柱5kW PFC评估板

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英飞凌：采用电平位移驱动器和碳化硅SiC MOSFET交错调制图腾柱5kW PFC评估板

　　电子设备会污染电网，导致电网失真，威胁着供电系统的稳定性和效率。　　为此，电源设计中需要采用先进的功率因数校正(PFC)电路。PFC通过同步输入电流和电压波形来确保高功率因数。通过使用PFC，电源系统可以减少失真，保持稳定高效的供电。　　英飞凌新品EVAL-1EDSIC-PFC-5KW是用于5kW交错图腾柱PFC(功率因数校正)的完整系统解决方案。图腾柱PFC电路采用EiceDRIVER™ 1ED21271S65F和CoolSiC™ MOSFET IMBG65R022M1H。　　测试结果显示，在230 VAC半负载条件下，功率达98.7%。　　产品型号：　　■ EVAL-1EDSIC-PFC-5KW　　所用器件：　　■ EiceDRIVER™ 1ED21271S65F驱动CoolSiC™ MOSFET　　■ CoolSiC™ MOSFET IMBG65R022M1H　　■ EiceDRIVER™ 2ED2182S06F驱动CoolMOS™　　■ CoolMOS™ S7 SJ MOSFET 600V IPQC60R010S7　　■ Controller:XMC™ 4200 Arm® Cortex®-M4　　■ 辅助电源：ICE2QR2280G　　产品特点　　采用CoolSiC™和CoolMOS™的交错图腾柱设计，由电平位移驱动器驱动1ED21271驱动　　高压侧电源开关的硬件击穿保护　　CCM图腾柱PFC　　提高性能和稳健性　　应用价值　　半负载时效率高达97.8%　　输入电压范围：100-240伏　　固定400V输出直流电压　　峰值电流限制50A　　竞争优势　　高压侧驱动器集成保护　　高速直通保护　　创新的PFC级设计　　框图　　应用领域　　暖通空调(HVAC)　　家用电器　　功率变换系统　　通用驱动器

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英飞凌

发布时间：2025-03-21 09:17 阅读量：283 继续阅读>>

开关性能大幅提升！安森美M3S 与M2 SiC <span style='color:red'>MOSFET</span>直观对比

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开关性能大幅提升！安森美M3S 与M2 SiC MOSFET直观对比

　　安森美 (onsemi)的1200V 分立器件和模块中的 M3S 技术已经发布。M3S MOSFET 的导通电阻和开关损耗均较低，提供 650 V 和 1200 V 两种电压等级选项。本白皮书侧重于探讨专为低电池电压领域的高速开关应用而设计的先进 onsemi M3S 650 V SiC MOSFET 技术。通过各种特性测试和仿真，评估了 MOSFET 相对于同等竞争产品的性能。第一篇介绍SiC MOSFET的基础知识、M3S 技术和产品组合。本文为第二篇，将介绍电气特性、参数和品质因数、拓扑与仿真等。　　电气特性、参数和品质因数　　在本小节中，我们将比较 M3S SiC MOSFET (NVBG023N065M3S) 与 M2 器件 (NVBG060N065SC1) 以及竞争器件。我们选择了导通电阻和峰值电流均非常相似的表面贴装器件 (SMD) 作为开关，并在不同条件下进行了特性测试，以比较各器件的重要参数。　　a. 静态参数　　器件的导通损耗可以用关键参数 RDS(on)来衡量。因此，本小节在 25°C 和 175°C 结温下测量了器件的 RDS(on)特性。此外还在 15 V 和 18 V 两个不同的栅极-源极电压下进行了测量，其中导通脉冲宽度为 300 µs。　　测试得出的主要结论是NVBG023N065M3S 器件在各种电流水平下均具有稳定的 RDS(on)。NVBG023N065M3S 的 RDS(on)从 5 A 到 100 A 的偏差为 13%，而 NVBG060N065SC1 和竞争产品 A 的对应数值分别为 25% 和 26%。　　b. 动态参数　　SiC 器件的反向恢复电荷比 Si MOSFET 少，因此开通峰值电流更小，开通开关损耗也更低。为了更好地理解和量化开关损耗，通常使用 Ciss、Coss、Crss和 Qrr等关键参数进行评估。在大多数高功率应用中，Ciss、Coss、Crss的电压水平一般都超过 10 V。米勒电容 (Crss) 至关重要，因为它可以耦合漏极和栅极电压。　　在开关过程中，较低的 Crss减少了改变 MOSFET 状态所需提供或从栅极移除的电荷量。这使器件能够更快地在开通和关断状态之间进行转换，从而缩短电压电流同时较高的时间，减少开关损耗。图3比较了 M3S、M2 和竞争产品 A 之间的电容。　　安森美的新一代产品 NVBG023N065M3S 在 VDS≥ 11V 时的 Crss值较低，这有助于减少导通和关断开关损耗。此外，NVBG023N065M3S 的 Coss值非常接近竞争产品，并且在某些电压水平下优于其他器件。　　本文测量了几种负载电流条件下两种器件的开关损耗。测量过程采用双脉冲测试设置，测试条件设定如下：　　Vin= 400 V,　　Rg= 2 Ω − 4.7 Ω,　　Vgs_on= +18 V,　　Vgs_off= −3 V,　　开关电流 = [5A, 100A]　　每个器件的内部栅极电阻不同，因此总栅极电阻匹配为 6 Ω。下图为这三个器件在 25°C 时的开通、关断和总开关损耗。　　可以得出结论，与其他两款器件相比，NVBG023N065M3S 的开通和关断损耗更低。在 5 A 至 100 A 的负载电流范围内，NVBG023N065M3S 的平均总损耗与上一代器件 NVBG060N065SC1 相比减少了 31%，与竞争产品 A 相比减少了 42%。　　进行反向恢复测试时，漏极电流为 ID= {20 A, 40 A, 60 A}，总栅极电阻为 Rg, tot= 8.5 Ω，栅极电压为 Vgs= −3 V/18 V，温度为 25 °C。根据图 5 中的结果，与竞争产品 A 相比，安森美新一代 NVBG023N065M3S 的反向恢复时间更短、反向恢复电荷更少且反向恢复能量也更低，因此具有更优异的反向恢复性能。　　c. 参数和品质因数比较　　下表总结了各器件主要属性的比较情况。各数值的每个属性已根据 M3S 器件值进行归一化。　　根据上图，可以得出关于 NVBG023N065M3S 的以下结论：　　与竞争产品器件相比，开关损耗降低 35%。　　175°C 时，特定导通电阻比竞争产品器件低 28%。　　与竞争产品器件相比，反向恢复电荷低 26%。　　这证明 M3S 是适用于硬开关应用的出色技术。　　拓扑与仿真　　a. 基准拓扑　　安森美的 M3S SiC MOSFET 专为高频开关应用而设计，是车载充电器应用和 HV DC/DC 转换器的理想选择。相关器件经过专门定制，具有超低开关损耗，同时保持非常低的导通损耗，因此成为了图腾柱功率因数校正 (PFC) 转换器等硬开关应用的理想选择。此外，由于导通电阻 RDS(on)较低、开关损耗非常小，M3S 器件也是LLC 转换器、CLLC 转换器和相移全桥等软开关应用的优选。　　图腾柱 PFC 转换器是一种简单且高效的拓扑，广泛应用于需要高密度设计的领域。需要更高的功率和更高的能效时，可采用三相交错式图腾柱 PFC 转换器(如下图)。　　b. PFC 转换器的功率损耗比较示例　　在前面几小节中，我们通过测量值评估了导通和开关损耗，然后使用 PSIM 仿真程序对比了损耗情况。选择三相图腾柱 PFC 转换器作为拓扑，并采用以下测试条件(如图6所示)。　　Vin= 230 Vrms　　Vout= 400 V　　Rg, tot= 6.1 Ω　　Vgs= −5/18 V　　Fsw= 100 kHz　　Pout= 11 kW　　下表展示了每种器件满负荷(11 kW)时的功率损耗。可以观察到，NVBG023N065M3S 器件受益于较低的导通损耗以及较低的开关损耗，最终实现了更高的系统能效。　　结论　　安森美M3S 650V SiC MOSFET 技术在电力电子领域取得了重大进展，尤其适用于电动汽车 (EV) 和其他节能系统中的高速开关应用。从 M1 到 M3 的演进将特定导通电阻 (RSP) 降低 50% 以上，并引入了四引脚 TO-247-4 等封装创新，逐步提高了开关性能，这彰显了安森美致力于优化 MOSFET 设计的承诺。M3S 产品组合以低 RDS(on)和出色的开关性能而闻名，在车载充电器和 DC-DC 转换器等成本敏感型市场中占据领先技术地位。　　特性分析结果表明，M3S 与安森美前几代产品的性能优于竞争产品，开关损耗降低 31-42%，总开关损耗降低 35%。M3S的输出和反向电容较低，有助于加快开关速度，也因此成为了图腾柱 PFC 转换器等硬开关拓扑和 LLC 转换器等软开关拓扑的理想选择。此外，M3S SiC MOSFET 表现出优异的反向恢复性能，与竞争产品相比，恢复电荷和能量显著降低，进一步提高了系统能效。　　随着电动汽车系统对功率密度、能效和热性能的要求不断提高，M3S 技术解决了行业面临的关键挑战。搭配全面的产品组合，安森美M3S MOSFET 为高能效电源转换提供了多功能的可靠解决方案。

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安森美

发布时间：2025-03-18 15:30 阅读量：289 继续阅读>>

东芝推出应用于工业设备的具备增强安全功能的SiC <span style='color:red'>MOSFET</span>栅极驱动光电耦合器

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东芝推出应用于工业设备的具备增强安全功能的SiC MOSFET栅极驱动光电耦合器

　　东芝电子元件及存储装置株式会社(“东芝”)宣布，最新推出一款可用于驱动碳化硅(SiC)MOSFET的栅极驱动光电耦合器——“TLP5814H”，具备+6.8 A/–4.8 A的输出电流，采用小型SO8L封装并提供有源米勒钳位功能。　　在逆变器等串联使用MOSFET或IGBT的电路中，当下桥臂[2]关闭时，米勒电流[1]可能会产生栅极电压，进而导致上桥臂和下桥臂[3]出现短路等故障。常见的保护措施有，在栅极关闭时，对栅极施加负电压。　　对于部分SiC MOSFET而言，具有比硅(Si)MOSFET更高的电压、更低的导通电阻以及更快的开关特性，但栅极和源极之间可能无法施加足够的负电压。在这种情况下，有源米勒钳位电路的应用使米勒电流从栅极流向地，无需施加负电压即可防止短路。然而由于部分削减成本的设计，导致其在IGBT关断时减少用于栅极的负电压。而且在这种情况下，内建有源米勒钳位的栅极驱动器是可以考虑的选项。　　TLP5814H内建有源米勒钳位电路，因此无需为负电压和外部有源米勒钳位电路提供额外的电源。这不仅为系统提供安全功能，而且还可通过减少外部电路来助力实现系统的最小化。有源米勒钳位电路的导通电阻典型值为0.69 Ω，峰值钳位灌电流额定值为6.8 A，因此非常适合作为SiC MOSFET的栅极驱动器，SiC MOSFET对栅极电压变化非常敏感。　　TLP5814H通过增强输入端红外发射二极管的光输出并优化光电检测器件(光电二极管阵列)的设计实现了–40 °C至125 °C的额定工作温度，从而可提高光耦合效率。因此，面对严格热管理的工业设备，比如光伏(PV)逆变器和不间断电源(UPS)等是十分适合的。此外，其传输延迟时间和传输延迟偏差也规定在工作温度额定值范围内。其5.85 mm×10 mm×2.1 mm(典型值)的小型SO8L封装有助于提高系统电路板的部件布局灵活性。此外，它还支持8.0 mm的最小爬电距离，进而可将其用于需要高绝缘性能的应用。　　未来东芝将继续开发光电耦合器产品，助力增强工业设备的安全功能。　　应用　　工业设备　　● 光伏逆变器、UPS、工业逆变器以及AC伺服驱动等　　　　● 内建有源米勒钳位功能　　● 额定峰值输出电流：IOP=+6.8 A/–4.8 A　　● 高工作温度额定值：Topr(最大值)=125 °C　　主要规格　　(除非另有说明，否则Ta=-40°C至125°C)　　注：　　[1] 米勒电流：当高dv/dt电压应用于MOSFET的漏极和栅极之间的电容或IGBT的集电极和栅极之间的电容时，产生的电流。　　[2] 下桥臂是从使用电源器件的电路的负载中吸收电流的部件，例如串联至电源负极(或接地)的逆变器，而上桥臂则是从电源为负载提供电流的部件。　　[3] 上桥臂和下桥臂短路：由于噪声引起的故障或开关过程中米勒电流引起的故障，上下电源器件同时接通的现象。

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东芝

发布时间：2025-03-14 10:55 阅读量：337 继续阅读>>

ROHM开发出适用于AI服务器等高性能服务器电源的<span style='color:red'>MOSFET</span>

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ROHM开发出适用于AI服务器等高性能服务器电源的MOSFET

　　~实现业界超低导通电阻和超宽SOA范围~　　全球知名半导体制造商ROHM(总部位于日本京都市)面向企业级高性能服务器和AI服务器电源，开发出实现了业界超低导通电阻*¹和超宽SOA范围*²的Nch功率MOSFET*³。　　新产品共3款机型，包括非常适用于企业级高性能服务器12V系统电源的AC-DC转换电路二次侧和热插拔控制器(HSC)*⁴电路的“RS7E200BG”(30V)，以及非常适用于AI服务器48V系统电源的AC-DC转换电路二次侧的“RS7N200BH(80V)”和“RS7N160BH(80V)”。　　随着高级数据处理技术的进步和数字化转型的加速，对支撑数据中心的服务器的需求不断增加。此外，对具有高级计算能力的AI处理服务器的需求也呈增长趋势，预计未来将会持续增长。由于这些服务器需要 24小时不间断运转(始终通电)，因此电源单元中使用的多个MOSFET的导通电阻造成的导通损耗，会对系统整体性能和能效产生很大影响。特别是在AC-DC转换电路中，其导通损耗占比较高，因此需要使用导通电阻低的MOSFET。另外，服务器配备了热插拔功能，可以在通电状态下更换和维护内部的板卡和存储设备，在更换等情况下，服务器内部会产生较大的浪涌电流*⁵。因此，更大的安全工作区范围(宽SOA范围)对于保护服务器内部和MOSFET而言至关重要。对此，ROHM新开发出一种DFN5060-8S封装，与以往封装形式相比，封装内部的芯片可用面积增加，从而开发出实现业界超低导通电阻和宽SOA范围的功率 MOSFET。新产品非常有助于提高服务器电源电路的效率和可靠性。　　新产品均采用新开发的DFN5060-8S(5.0mm×6.0mm)封装，与以往的HSOP8(5.0mm×6.0mm)封装相比，封装内的芯片可用面积增加了约65%。这使得新产品能够以5.0mm×6.0mm的封装尺寸实现业界超低导通电阻，30V产品“RS7E200BG”的导通电阻仅为0.53mΩ(Typ.)，80V产品“RS7N200BH”仅为1.7mΩ(Typ.)，非常有助于提高服务器电源电路的效率。　　另外，通过优化封装内部的夹片形状设计，提高了散热性能，同时提高了有助于确保应用产品可靠性的SOA范围。尤其是30V产品“RS7E200BG”，其SOA范围达70A以上(条件：脉冲宽度=1ms、VDS=12V时)，与以往的HSOP8封装产品相比，在相同条件下SOA范围提高了一倍，从而以5.0mm×6.0mm的封装尺寸实现了业界超高的SOA范围。　　新产品已经暂以月产100万个的规模投入量产(样品价格：710日元/个，不含税)。前道工序的生产基地为ROHM Co., Ltd.(日本滋贺工厂)，后道工序的生产基地为OSAT(泰国)。另外，新产品已经开始通过电商进行销售。　　ROHM计划在2025年内逐步实现也支持AI服务器热插拔控制器电路应用的功率MOSFET的量产。未来， ROHM将继续扩大相关产品阵容，为应用产品的高效运行和可靠性提升贡献力量。　　<产品阵容>　　<关于EcoMOS™品牌>　　EcoMOS™是ROHM开发的Si功率MOSFET品牌，非常适用于功率元器件领域对节能要求高的应用。 EcoMOS™产品阵容丰富，已被广泛用于家用电器、工业设备和车载等领域。客户可根据应用需求，通过噪声性能和开关性能等各种参数从产品阵容中选择产品。　　・EcoMOS™是ROHM Co., Ltd.的商标或注册商标。　　<应用示例>　　企业级高性能服务器12V系统电源的AC-DC转换电路和HSC电路　　AI(人工智能)服务器48V系统电源的AC-DC转换电路　　工业设备48V系统电源(风扇电机等)　　<电商销售信息>　　开始销售时间：2025年2月起　　产品型号：RS7E200BG、RS7N200BH、RS7N160BH　　<术语解说>　　*1)导通电阻(RDS(on))　　MOSFET启动时漏极与源极之间的电阻值。该值越小，运行时的损耗(电力损耗)越少。　　*2)SOA(Safe Operating Area)范围　　元器件不损坏且可安全工作的电压和电流范围。超出该安全工作区工作可能会导致热失控或损坏，特别是在会发生浪涌电流和过电流的应用中，需要考虑SOA范围。　　*3)功率MOSFET　　适用于功率转换和开关应用的一种MOSFET。目前，通过给栅极施加相对于源极的正电压而导通的Nch MOSFET是主流产品，相比Pch MOSFET，具有导通电阻小、效率高的特点。因其可实现低损耗和高速开关而被广泛用于电源电路、电机驱动电路和逆变器等应用。　　*4)热插拔控制器(HSC：Hot Swap Controller)　　可在设备的供电系统运转状态下插入或拆卸元器件的、具有热插拔功能的专用IC(集成电路)，发挥着控制插入元器件时产生的浪涌电流，并保护系统和所连接元器件的重要作用。　　*5)浪涌电流(Inrush Current)　　在电子设备接通电源时，瞬间流过的超过额定电流值的大电流。因其会给电源电路中的元器件造成负荷，所以通过控制浪涌电流，可防止设备损坏并提高系统稳定性。

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罗姆

发布时间：2025-03-06 14:24 阅读量：371 继续阅读>>

新洁能推出宽SOA <span style='color:red'>MOSFET</span> HO系列产品

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新洁能推出宽SOA MOSFET HO系列产品

　　随着市场对高性能功率半导体器件宽SOA MOSFET需求的日益增长，新洁能(NCE)产品研发部门推出HO系列MOSFET产品，优化了SOA工作区间，可满足热插拔、缓启动、电子保险丝、电机驱动、BMS等具体电路应用要求。产品通过优化器件结构设计、采用特殊的工艺制程，解决了高功率场景下效率、热管理与可靠性的平衡难题。　　核心技术优势　　1.超强线性区短路电流，短路能力实测对比　　使用宽SOA HO系列代表产品NCE09N70A与新洁能相同功率级别老产品做短路能力测试对比：线性区短路能力1提升50%，一类短路能力2提升50%。　　2.超宽安全工作区(SOA)　　通过优化器件结构与掺杂分布，在相同导通电阻下，对1ms/10ms两种脉冲时间下热不稳定性线的测试可以明显看到，HO系列产品较老产品具备更宽的SOA区域，SOA较传统产品提升30%以上，支持更高电压与大电流组合工况。　　3. 高可靠性设计　　通过严格全面老化项目考核测试，最高结温可达175℃，可通过AEC-Q101车规级认证，满足汽车电子长期稳定运行要求　　4. 热稳定性增强　　内置动态热保护机制，在瞬态过载或短路条件下，可通过栅极负偏压快速抑制电流上升，避免热击穿。

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新洁能

发布时间：2025-03-03 14:58 阅读量：384 继续阅读>>

英飞凌推出采用Q-DPAK和TOLL封装的全新工业CoolSiC™ <span style='color:red'>MOSFET</span> 650V G2，实现更高的功率密度

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英飞凌推出采用Q-DPAK和TOLL封装的全新工业CoolSiC™ MOSFET 650V G2，实现更高的功率密度

　　电子行业正在向更加紧凑而强大的系统快速转型。为了支持这一趋势并进一步推动系统层面的创新，英飞凌正在扩展其CoolSiC™ MOSFET 650V单管产品组合，推出了采用Q-DPAK和TOLL封装的两个全新产品系列。　　这两个产品系列采用顶部和底部冷却并基于CoolSiC™ Generation 2(G2)技术，其性能、可靠性和易用性均有显著提高。它们专门用于中高功率开关模式电源(SMPS)开发，包括AI服务器、可再生能源、充电桩、电动交通工具和人形机器人、电视机、驱动器以及固态断路器。　　TOLL封装具有出色的板载热循环(TCoB)能力，可通过减少印刷电路板(PCB)占板面积实现紧凑的系统设计。在用于SMPS时，它还能减少系统级制造成本。TOLL封装现在适用于更多目标应用，使PCB设计者能够进一步降低成本并更好地满足市场需求。　　Q-DPAK封装的推出补充了英飞凌正在开发的新型顶部冷却(TSC)产品，包括CoolMOS™ 8、CoolSiC™、CoolGaN™和OptiMOS™。TSC产品使客户能够以低成本实现出色的稳健性以及更大的功率密度和系统效率，还能将直接散热率提高至95%，通过实现PCB的双面使用更好地管理空间和减少寄生效应。

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英飞凌

发布时间：2025-02-27 13:45 阅读量：332 继续阅读>>

安森美 EliteSiC <span style='color:red'>MOSFET</span> 技术发展解析

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安森美 EliteSiC MOSFET 技术发展解析

　　SiC 器件性能表现突出，能实现高功率密度设计，有效应对关键环境和能源成本挑战，也因此越来越受到电力电子领域的青睐。与硅 (Si) MOSFET 和 IGBT 相比，SiC 器件的运行频率更高，有助于实现高功率密度设计、减少散热、提高能效，并减轻电源转换器的重量。其独特的材料特性可以减少开关和导通损耗。与 Si MOSFET 相比，SiC 器件的电介质击穿强度更高、能量带隙更宽且热导率更优，有利于开发更紧凑、更高效的电源转换器。　　安森美 (onsemi)的 1200V 分立器件和模块中的 M3S 技术已经发布。M3S MOSFET 的导通电阻和开关损耗均较低，提供 650 V 和 1200 V 两种电压等级选项。本白皮书侧重于探讨专为低电池电压领域的高速开关应用而设计的先进 onsemi M3S 650 V SiC MOSFET 技术。通过各种特性测试和仿真，评估了 MOSFET 相对于同等竞争产品的性能。本文为第一篇，将重点介绍SiC MOSFET的基础知识、M3S 技术和产品组合。　　简介　　虽然 SiC 器件已在工业领域应用多年，但在汽车行业的应用仍处于早期阶段。该器件广泛用在各种电动汽车器件中，例如主驱逆变器、DC-DC 转换器、辅助电源装置等。SiC MOSFET 为车载 DC-DC 转换器带来了诸多优势，包括更低的开关和导通损耗、更高的效率和功率密度以及更宽的温度范围。　　SiC MOSFET 的另一个车载应用场景是车载充电器 (OBC)。目前，大多数电动和插电式混合动力汽车 (PHEV) 都配备了车载充电器，可以通过插座或交流充电站为电池充电。使用 SiC 器件替代基于 Si 的电源 MOSFET 可以提高车载充电器的功率密度和能效，同时相关 SiC 系统的成本也比基于 Si 的车载充电器更低。　　在设计车载 DC-DC 转换器和车载充电器时，工程师总是难以妥善调整 SiC 器件并充分发挥该技术的潜力。为了减小磁性器件的体积并提高变换器的性能，可以提高电源器件的开关频率。得益于 SiC 的材料特性，与 Si MOSFET 和 IGBT 相比，其开关和导通损耗更低。　　M3S 技术和产品组合　　a. 技术说明　　安森美 EliteSiC MOSFET 技术历经了三代发展。第一代 M1 采用经典的平面 DMOS 结构，关键尺寸适中，标志着安森美首次进军 SiC MOSFET 市场。　　第二代 M2 实现了重大进展。布局从正方形转变为细长的六边形，从而提高了单元电芯密度。此外，衬底减薄 70% 以上，有效降低了寄生电阻，使特定导通电阻 (RSP) 下降 20%。　　第三代 M3 引入了更多创新。先前的方形和六边形几何单元电芯被条形设计所取代，大幅减小了单元电芯间距。与 M2 相比，此次改进使 RSP 又降低 30%。M3 技术部署到了两种特定应用的产品中：M3S 和 M3E/M3T。M3E 产品旨在满足主驱逆变器应用的要求，短路耐受时间约为 1.5 µs，但这是以牺牲 RSP 为代价的。另一方面，本文重点介绍的 M3S 实现了超低 RSP，并且不受短路耐受时间的限制，是车载充电器和高压 DC-DC 转换器等高速应用的理想选择。　　b. 产品组合　　M3S 650 V SiC MOSFET 器件用于竞争激烈且成本敏感的 400 V 电动汽车市场，可广泛应用于车载充电器和 DC-DC 转换器。　　该器件有三种不同的封装选项(TO-247-3、TO-247-4 和 D2Pak)，导通电阻分别为 23 mΩ 和 32 mΩ。三种封装的电容相似，而功耗 (PD) 和结至外壳热阻 (RθJC) 略有差异。三引脚和四引脚 TO-247 之间的区别在于，通过开尔文源连接，四引脚版本的开关性能更佳。使用第四个驱动源引脚可将栅极环路中的寄生电感降至更低。降低漏源电压尖峰和栅极振铃可降低 EMI 并提高可靠性。　　D2PAK 旨在帮助降低寄生电感并提高机械稳健性，其紧凑的尺寸可实现高集成度和高密度设计。然而，与 TO-247 封装相比，D2PAK 的热管理设计更具挑战性。TO-247 封装支持将其散热焊盘直接连接到散热片。然而，D2PAK 的散热焊盘焊接到印刷电路板 (PCB) 上，然后连接到散热片，从而在路径中引入了额外的热阻。

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安森美

发布时间：2025-02-20 09:38 阅读量：542 继续阅读>>

型号	品牌	询价
TL431ACLPR	Texas Instruments
RB751G-40T2R	ROHM Semiconductor
BD71847AMWV-E2	ROHM Semiconductor
CDZVT2R20B	ROHM Semiconductor
MC33074DR2G	onsemi

型号	品牌	抢购
STM32F429IGT6	STMicroelectronics
ESR03EZPJ151	ROHM Semiconductor
BP3621	ROHM Semiconductor
IPZ40N04S5L4R8ATMA1	Infineon Technologies
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TPS63050YFFR	Texas Instruments

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