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2017.10.12 SiC功率元器件

所谓SiC-MOSFET-功率晶体管的结构与特征比较

所谓SiC-MOSFET

继前篇内容,继续进行各功率晶体管的比较。本篇比较结构和特征。

功率晶体管的结构与特征比较

下图是各功率晶体管的结构、耐压、导通电阻、开关速度的比较。

使用的工艺技术不同结构也不同,因而电气特征也不同。补充说明一下,DMOS是平面型的MOSFET,是常见的结构。Si的功率MOSFET,因其高耐压且可降低导通电阻,近年来超级结(Super Junction)结构的MOSFET(以下简称“SJ-MOSFET”)应用越来越广泛。关于SiC-MOSFET,这里给出了DMOS结构,不过目前ROHM已经开始量产特性更优异的沟槽式结构的SiC-MOSFET。具体情况计划后续进行介绍。

在特征方面,Si-DMOS存在导通电阻方面的课题,如前所述通过采用SJ-MOSFET结构来改善导通电阻。IGBT在导通电阻和耐压方面表现优异,但存在开关速度方面的课题。SiC-DMOS在耐压、导通电阻、开关速度方面表现都很优异,而且在高温条件下的工作也表现良好,可以说是具有极大优势的开关元件。

这张图是各晶体管标准化的导通电阻和耐压图表。从图中可以看出,理论上SiC-DMOS的耐压能力更高,可制作低导通电阻的晶体管。目前SiC-DMOS的特性现状是用椭圆围起来的范围。通过未来的发展,性能有望进一步提升。

从下一篇开始,将单独介绍与SiC-MOSFET的比较。

关键要点:

・功率晶体管的特征因材料和结构而异。

・在特性方面各有优缺点,但SiC-MOSFET在整体上具有优异的特性。

SiC(碳化硅)功率元器件的理解和活用事例