东芝研发出可降低沟槽型SiC MOSFET和半超结肖特基势垒<span style='color:red'>二极管</span>损耗的新技术
  日本川崎——东芝电子元件及存储装置株式会社(简称“东芝”)研发了一项创新技术,该技术可在增强沟槽型碳化硅(SiC)MOSFET[2]的UIS耐用性[3]的同时,显著降低其因导通电阻[1]而产生的损耗。同时,东芝还研发了半超结[4]肖特基势垒二极管(SJ-SBD),有效解决了高温下导通电阻增大的问题。这两项技术突破有望显著提升功率转换器件的可靠性与效率,尤其在电动汽车和可再生能源系统等领域。  功率半导体为所有电气设备供电并控制电力,对于节能和碳中和的实现至关重要。随着汽车的电气化和工业设备的微型化,预计对功率半导体的需求与日俱增。SiC MOSFET尤其如此。作为下一代器件,SiC MOSFET凭借其远超传统硅(Si)MOSFET的功率转换效率,正获得日益广泛的关注。其中,沟槽型SiC MOSFET以其独特的沟槽式栅极降低了导通电阻,SiC肖特基势垒二极管(SBD)则凭借金属半导体结实现了高效的功率转换,它们均广泛应用于电动汽车和可再生能源系统等高效功率转换领域。然而,这些应用场景通常伴随着高温工作环境,对可靠性和效率提升构成了严峻的考验。  沟槽型SiC MOSFET需要保护栅极氧化层免受高电场的影响。然而,由于电场保护结构[6]的UIS耐用性与接地电阻[5]之间的关系尚不明确,因此要同时实现高栅极氧化层可靠性与低导通电阻便极具挑战。  此外,尽管SiC SBD能承受比传统Si SBD更高的工作温度,但需要面对高温下电阻增加进而造成导通电阻变大的问题。  东芝研发了两项关键技术来解决这些问题。  1.提高沟槽型SiC MOSFET的UIS耐用性的技术  东芝研究发现,通过在沟槽型SiC MOSFET的沟槽中构建保护层(图1),并适当降低底部p阱的接地电阻,可提高UIS耐用性。这一发现明确了以往不确定的UIS耐用性与电场保护结构接地电阻之间的关系。与传统的平面型SiC MOSFET相比,东芝制作的沟槽型SiC MOSFET原型将导通电阻降低了约20%(图2)。图1. 沟槽型SiC MOSFET结构及底部p阱位置图2. 传统平面型SiC MOSFET与沟槽型SiC MOSFET的导通电阻比较(东芝测试结果)  2.SiC SJ-SBD特性的改进  此外,东芝还研发了SiC SJ-SBD,通过在漂移层中置入基极[7]来抑制高温下电阻的增加(图3(b))。通过比较传统的SiC SBD(图3(a))和SiC SJ-SBD在不同温度下的导通电阻变化[8],东芝证实了SiC SJ-SBD在高温下具有更低的导通电阻(图4)。这是由于超级结(SJ)结构实现了平坦的电场分布并降低了导通电阻。与传统的SiC SBD相比,东芝研发的650V SiC SJ-SBD在175℃(448.15K)高温下将导通电阻降低了约35%。图3. 传统SiC SBD与SiC SJ-SBD的结构图4. 传统SiC SBD与SiC SJ-SBD 导通电阻  与温度依赖性比较(东芝测试结果)  这两项技术进一步降低了沟槽型SiC MOSFET和SiC SBD的损耗,提高了未来用于高效功率转换应用的器件的可靠性和效率,尤其是在电动汽车和可再生能源系统等领域。东芝将致力于进一步优化这些技术并加速其产业化进程。  在6月1日至5日于日本熊本举行的第37届国际功率半导体器件与IC研讨会(ISPSD 2025 ISPSD)上,东芝介绍了这些新技术的详细信息。此项成就基于新能源产业技术综合开发机构(NEDO)的项目补贴而取得。
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发布时间:2025-06-20 13:34 阅读量:357 继续阅读>>
Littelfuse:利用SMFA系列非对称TVS<span style='color:red'>二极管</span>实现高效SiC MOSFET栅极保护
  碳化硅(SiC)MOSFET在电源和电力电子领域的应用越来越广泛。随着功率半导体领域的发展,开关损耗也在不断降低。随着开关速度的不断提高,设计人员应更加关注MOSFET的栅极驱动电路,确保对MOSFET的安全控制,防止寄生导通,避免损坏功率半导体。必须保护敏感的MOSFET栅极结构免受过高电压的影响。Littelfuse提供高效的保护解决方案,有助于最大限度地延长电源的使用寿命、可靠性和鲁棒性。  1.栅极驱动器设计措施  关于SiC-MOSFET驱动器电路的稳健性,有几个问题值得考虑。除了驱动器安全切换半导体的主要任务外,各种驱动器还提供短路保护功能。此外,采用适当的设计措施(如在关断状态下施加负栅极电压)来防止寄生开关是至关重要的。负栅极电压可确保增加MOSFET栅极阈值电压的偏移量,并提高开关单元对电压斜坡的抗扰度。另一项强制性措施是保护MOSFET的栅极,防止静电放电 (ESD)事件或电路中的寄生效应造成过压浪涌。  硅基功率半导体,如Si-IGBT和Si-MOSFET通常具有对称的栅极额定电压。这种额定值允许使用对称TVS二极管进行栅极保护,但这是不必要的,因为硅栅极电压的最大额定值足以高于应用的驱动电压。与硅器件不同,SiC-MOSFET的负栅极电压额定值通常明显低于正栅极电压额定值。因此,使用两个独立的TVS二极管(如图1所示)进行非对称保护是很常见的。Littelfuse现在提供SMFA型集成式非对称双向TVS二极管。这种解决方案有助于有效减少寄生效应和PCB面积,尤其是在快速开关SiC应用中。 图1 使用两个独立TVS二极管的标准栅极保护与一个集成非对称SMFA型TVS二极管的对比  2.产品选择  Littelfuse SMFA非对称系列TVS二极管可保护SiC-MOSFET栅极免受正向和负向过电压浪涌的影响。根据所需的SiC-MOSFET最大栅极额定电压,SMFA封装可从17.6~23.4 V的正击穿电压中选择,同时负向击穿电压被设置在7.15V。有关元件的详细信息,请参见表1。SMFA非对称TVS根据IEC 61000-4-2标准进行测试,采用SOD-123FL扁平封装。表1 SMFA系列产品组合  图2显示了SMFA型非对称TVS二极管的静态和动态箝位性能。出于测试目的,提高了驱动器电压以显示TVS二极管的动态箝位。SMFATVS二极管不适合永久限制过高的驱动器电压。图2 SMFA型集成非对称TVS二极管的钳位特性  3结论  凭借新型集成非对称TVS SMFA系列,Littelfuse提供了一种创新的解决方案,可最大限度地提高SiC MOSFET栅极驱动器电路的稳健性,同时实现具有成本效益、所需PCB空间更小、寄生效应最小的设计。
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发布时间:2025-06-19 10:36 阅读量:275 继续阅读>>
如何避免<span style='color:red'>二极管</span>过载
  如何避免二极管过载?  二极管作为电路中的基础元件,其过载可能导致性能下降甚至烧毁。以下从选型、安装、保护设计及散热四方面提供实用解决方案:  1.精准选型匹配需求  根据电路特性选择二极管类型:高频电路优先选用肖特基二极管(低反向恢复时间);高压场景采用快恢复二极管;大电流环境需考虑功率二极管。  核对关键参数:正向电流(IF)需预留20%以上余量,反向耐压(VRRM)应高于电路最大电压的1.5倍,避免长期运行在极限值。  2.规范安装降低风险  焊接控制:手工焊接时温度≤260℃,时间<3秒,避免高温导致PN结损伤;自动贴片机需设置预热坡度,防止热冲击。  引脚处理:高频电路中引线长度应<5mm,必要时采用镀金引脚或绞合线降低电感效应;反向安装二极管可能导致极性错误,需严格按丝印标识操作。  3.多级保护限制过流过压  电流限制:串联电阻需按公式R=(Vsupply-Vd)/If计算(Vd为二极管正向压降),例如12V转5V电路中,若If=1A,需串联7Ω电阻;对敏感电路可并联自恢复保险丝(PPTC)实现过流自保护。  电压箝位:并联双向TVS二极管时,其击穿电压应略高于电路工作电压峰值(如12V系统选15V TVS),可抑制ESD或雷电感应脉冲。  4.热管理与布局优化  散热设计:功率二极管必须加装散热片,材料推荐铝合金(导热系数200W/m·K),接触面涂抹导热硅脂(热阻<0.1℃·cm²/W);  PCB布局:高功率二极管周围保留≥2mm禁布区,避免与发热元件(如MOS管)相邻;多二极管并联时采用镜像布局,保证电流均流。  5.电路级预防措施  参数监控:在关键电路中串联采样电阻,通过运放构建过流检测电路,触发后切断电源或启动限流模式;  冗余设计:对不可修复场景(如航空航天),可采用N+1二极管并联备份,单管失效时负载自动分配至健康管。  示例场景:在开关电源设计中,选用600V/10A快恢复二极管,串联1Ω水泥电阻限流,并联1.5KE200CA型TVS管,配合L型散热片(尺寸50×30×10mm),实测在满载40℃环境下连续工作1000小时,壳温稳定在65℃以下,未出现性能衰减。  通过系统化的选型、安装规范及保护设计,可有效延长二极管使用寿命,提升电路可靠性。
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发布时间:2025-06-09 14:21 阅读量:350 继续阅读>>
硅<span style='color:red'>二极管</span>和锗<span style='color:red'>二极管</span>的区别是什么
  二极管是一种重要的半导体器件,广泛应用于电力、通信、计算机等各个领域。硅二极管和锗二极管作为最早被发明和广泛应用的两种二极管类型,它们在材料特性、工作性能、温度稳定性等方面存在显著差异。本文将探讨硅二极管和锗二极管之间的区别。  1. 硅二极管与锗二极管的材料特性  1.1 硅二极管:  硅(Silicon) 是一种常见的半导体材料,具有较高的热稳定性和机械强度,适用于高温环境。硅二极管的导电性较好,具有较高的击穿电压和较短的载流子寿命。  1.2 锗二极管:  锗(Germanium) 是另一种常见的半导体材料,比硅具有较低的禁带宽度,因此其导电性也较好。然而,锗材料相对脆弱,导致其应用范围受到一定限制。  2. 工作特性比较  2.1 导电性:  硅二极管:由于硅的禁带宽度较大,硅二极管的导电性较差,需要较高的电压才能使其导通。  锗二极管:锗的禁带宽度较小,因此锗二极管具有较好的导电性,只需较低电压即可导通。  2.2 温度稳定性:  硅二极管:硅材料具有较好的热稳定性,在高温环境下仍能保持较好的性能。  锗二极管:锗材料对温度变化较为敏感,温度升高会影响其性能表现。  3. 应用场景对比  3.1 硅二极管:  由于硅二极管具有较高的击穿电压和热稳定性,常用于功率放大器、整流器等高功率应用场合。  3.2 锗二极管:  锗二极管由于其导电性能优良,常用于射频放大器、检波器等低功率高频电路中。
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发布时间:2025-06-06 11:29 阅读量:273 继续阅读>>
森国科推出第五代Thinned MPS® 碳化硅<span style='color:red'>二极管</span>KS10065(650V/10A)
  深圳市森国科科技股份有限公司发布了第五代Thinned MPS® 碳化硅二极管KS10065(650V/10A), 该系列产品提供多达八种封装,充分满足客户在OBC、工业电源、数据电源、储能逆变器、变频驱动、快充头、适配器等多个应用场景的需求。  森国科KS10065系列产品拥有超低的VF值,可降低正向导通损耗;少子器件零反向恢复,在反向恢复过程中极大的减少了反向恢复损耗,同时又减少了EMI干扰,可大大提升整机效率,整体损耗的减少也带来更小的温升;卓越的IFSM值,在抗雷击/浪涌等产品可靠性上有极其出色的表现;灵活多样的封装形式,助力客户在不同场景中的高效应用。  KS10065(650V/10A) 碳化硅二极管, 主要应用于5种PFC电路和IGBT续流二极管,以下是典型应用电路:  无桥PFC: D1,D2,使用SiC二极管和SiC MOS替代了传统的整流二极管,可明显提高效率。  单向PFC: D5,电路简单,成本低,初级无电解电容。  交错并联PFC: D5, D6,可以减小输入电流纹波和输出电容纹波电流的有效值,并提升电路的功率等级。  维也纳(VIENNA)PFC :具有谐波含量低、功率因数高、动态性能良好的特性。  IGBT续流二极管:降低开关损耗,增大开关频率。  森国科深耕宽禁带半导体领域多年,目前已与国内外TOP级工艺厂商(X-FAB\积塔等)达成友好合作,秉承着“做最合适的功率器件”的理念,致力于打造性能优越、尺寸体积可控的功率器件全系列产品,助力来自OBC、工业电源、数据电源、储能逆变器、变频驱动、快充头、适配器等多个领域的客户实现高耐压、耐高温、耐高频、低功耗、低成本的应用需求,持续赋能低碳发展。  名词释义  TMPS:是Thinned Merged PIN Schotty Diode 的缩写, 中文翻译为:减薄的混合型PN结势垒肖特基二极管,森国科将该系列产品注册商标为:Thinned MPS®  PFC:英文全称为“PowerFactorCorrecTIon”,意思是“功率因数校正”,功率因数指的是有效功率与总耗电量(视在功率)之间的关系,也就是有效功率除以总耗电量(视在功率)的比值。基本上功率因数可以衡量电力被有效利用的程度,当功率因数值越大,代表其电力利用率越高。  维也纳整流桥:Vienna 整流桥是脉冲宽度调变的整流器,可以接收三相交流电源,也是功率因数修正电路,是Johann W. Kolar在1990年发明。
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发布时间:2025-05-12 14:27 阅读量:338 继续阅读>>
二极管系列产品" alt="森国科推出广泛用于"光、风、储、充、荷"的1200V碳化硅二极管系列产品">
  深圳市森国科科技股份有限公司日前发布了第五代Thinned MPS®1200V碳化硅二级管,涵盖了10A、15A、20A、30A、40A、50A系列等数十款型号,相比Si器件,碳化硅肖特基二极管具有导通电阻低,开关损耗小的特点,完美满足中高压系统的需求,成为了光伏逆变器、风能逆变器、储能双向逆变器、充电桩模块、大功率工业电源、车载充电机等领域客户的不二选择,碳化硅功率器件的使用对于能源领域朝着轻量化、节能低碳化的转型升级也具有重要的意义。  碳化硅作为第三代宽禁带半导体的代表性材料之一,与传统Si基材料相比,其电子饱和漂移速率是硅的2倍,更加适合在高频电路中使用;热导率相当于Si的3倍,因而散热效果更佳,可靠性更高;SiC材料的临界击穿场强能力高达硅的10倍之多,可使器件更加耐高压;禁带宽度上来说,SiC材料是Si材料的3倍,使其具备了低漏电的优异性能。  此外,经过多轮测试与验证,森国科1200V碳化硅二级管拥有强大的抗浪涌冲击能力、抗雪崩能力,强健性和鲁棒性。较高的热性能降低了对冷却系统的需求,同时由于反向恢复时间短,可降低电磁干扰的问题。在"风、光、储、充、荷"等领域常用的电路可参考:  交错并联PFC: D5, D6:可以减小输入电流纹波和输出电容纹波电流的有效值,并提升电路的功率等级。  维也纳(VIENNA)PFC:具有谐波含量低、功率因数高、动态性能良好的特性。  IGBT续流二极管:降低开关损耗,增大开关频率。  森国科深耕集成电路领域多年,目前已与国内外多家著名的FAB厂达成紧密的合作关系。秉承着“做最合适的功率器件”的理念,致力于打造性能优越、尺寸体积可控的功率器件全系列产品,助力来自新能源汽车、充电桩、光伏逆变器、OBC、工业电源、数据电源、储能逆变器、变频驱动、快充头、适配器等多个领域的客户实现高耐压、耐高温、耐高频、低功耗、低成本的应用需求,持续赋能低碳发展。
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发布时间:2025-05-07 09:09 阅读量:373 继续阅读>>
江西萨瑞微:高效节能新选择!SST2045DPSL 肖特基<span style='color:red'>二极管</span>助力电子设备性能升级
  SST2045DPSL 是江西萨瑞微电子推出的一款高性能硅肖特基势垒二极管(SchottkyBarrierDiode,缩写成SBD)的简称。专为追求高效率、低损耗的电子设备设计。  SST2045DPSL 在众多电子产品中扮演着关键角色,它的性能优劣直接影响到相关设备的整体运行效果。  01肖特基二极管的原理  肖特基二极管是贵金属(金、银、铝、铂等),A为正极,以N型半导体B为负极,利用二者接触面上形成的势垒具有整流特性而制成的金属-半导体器件。  02肖特基二极管的特点  当金属与N型半导体结合时,形成MS结。这个结被称为肖特基势垒。肖特基势垒的行为会有所不同,具体取决于二极管是处于无偏置、正向偏置还是反向偏置状态。  由于肖特基二极管基势垒高度低于PN结势垒高度,故肖特基二极管正向导通门限电压和正向压降都比PN结二极管低。由于肖特基二极管是一种多数载流子导电器件,不存在少数载流子寿命和反向恢复等问题。肖特基二极管的反向恢复时间只是肖特基势垒电容的充、放电时间,完全不同于PN结二极管反向恢复时间。由于肖特基二极管的反向恢复电荷少,故肖特基二极管开关速度极快,开关损耗也极小,特别适合于高频应用。  03肖特基二极管的优势  ① 超低正向电压  0.43V(10A时),大幅降低导通损耗,提升系统能效。  ②快速开关性能  反向恢复时间仅57ns,适用于高频应用场景。  ③ 卓越温度稳定性  工作温度范围-55℃至+150℃,适应严苛环境。  ④ 高可靠性设计  PDFN5×6-8L封装,散热优异(热阻低至5℃/W)。  ⑤环保兼容性  符合RoHS标准,支持无铅焊接工艺。  04肖特基二极管的应用  ① 高频逆变器  优势:快速开关特性可显著降低高频电路中的开关损耗,提升逆变器效率。  典型应用:太阳能逆变器、UPS电源、电机驱动系统。  ② 低压电源系统  优势:超低正向电压(0.48V@20A)减少能量损耗,延长电池续航。  典型应用:便携设备电源管理、车载电子系统、DC-DC转换模块。  ③ 自由轮续流与极性保护  优势:高浪涌电流耐受能力(峰值290A),保护电路免受反向电压冲击。  典型应用:继电器保护、电机控制电路、电源反接保护。  05技术亮点解析  散热性能卓越  采用PDFN5×6-8L封装,底部集成散热片,结合低至5℃/W的结壳热阻(RθJC),确保高功率场景下的稳定运行。  高可靠性认证  UL 94V-0防火等级,环保型模塑材料,通过J-STD-020湿度敏感三级标准,适合工业级应用。  焊接工艺友好  支持无铅回流焊工艺,峰值温度耐受达260℃,满足现代电子制造的严苛要求。  为什么选择SST2045DPSL?  节能降耗  低正向电压和低漏电流设计,显著降低系统功耗。  长寿命保障  高耐压(45V)与抗浪涌能力,减少故障率,延长设备寿命。  紧凑设计  5×6mm小型封装,节省PCB空间,适合高密度集成场景。  06 结论  SST2045DPSL 凭借其高效、稳定、紧凑的设计,已成为低压高频应用的理想选择。无论是提升能效,还是增强系统可靠性,这款二极管都能为您的产品赋能升级!
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发布时间:2025-04-24 15:36 阅读量:469 继续阅读>>
高温环境下的MDD肖特基<span style='color:red'>二极管</span>设计 如何避免热失效
  在高温环境下,肖特基二极管(Schottky Diode)以其低正向压降和快速开关特性被广泛应用于电源管理、电机驱动及新能源系统中。然而,由于其PN结被金属-半导体接触结构取代,其温度特性与普通PN结二极管存在显著不同,特别是在高温下,肖特基管的反向漏电流急剧上升,成为热失效的主要隐患。因此,设计人员在高温环境下使用肖特基二极管时,必须充分考虑其热稳定性与散热策略。  首先,识别失效风险是设计的前提。肖特基二极管的反向漏电流随着温度上升呈指数增长,这不仅加剧功率损耗,还可能引发热失控现象。当结温过高,二极管可能出现反向击穿或短路失效,影响整个电源系统稳定性。  其次,合理选型与降额设计至关重要。在器件选型阶段,应考虑实际工作温度下的derating(降额)条件。例如,若器件额定反向电压为60V,在高温应用中建议选择100V或更高耐压等级,以提升安全裕度。此外,选择具有低漏电流、高结温耐受能力(如175℃以上)的工业级或汽车级肖特基产品,也能显著降低热失效风险。  热管理设计是控制结温的关键手段。在PCB布局中,应尽量扩大铜箔面积,加强热传导路径,配合导热硅脂、散热片或热垫片等散热辅助材料。对于功率密集型应用,还可采用DFN、TO-220、DPAK等高散热效率封装,甚至考虑采用多颗器件并联分流,从结构上降低单管热负载。  最后,建议在系统设计中增加热反馈保护机制,如温度感知芯片或热敏电阻,当温度异常上升时自动限流或关断,以避免连续热应力带来的器件损伤。  总之,高温环境下的肖特基二极管应用必须在器件选型、热设计与系统保护上多管齐下。通过精准评估漏电特性、合理降额、优化散热与加入温控保护,才能充分发挥肖特基二极管在高效率整流中的优势,同时保障系统长期稳定运行。
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发布时间:2025-04-17 17:24 阅读量:389 继续阅读>>
佑风微:SiC Schottky Diode碳化硅肖特基<span style='color:red'>二极管</span>应用及产品选型
YFW佑风微推出全系列SOD-123FL、SMA、SMB封装CRD恒流<span style='color:red'>二极管</span>

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