PCIM 上各家公司的最新SiC 功率半导体产品

SiC：改进的导通电阻和新封装

UnitedSiC(现为 Qorvo)发布了其下一代 1200-V SiC FET 系列，声称其导通电阻具有行业领先的品质因数。新型 UF4C/SC 系列 1200-V 第 4 代 SiC FET 针对电动汽车车载充电器、工业电池充电器、工业电源、DC/DC 太阳能逆变器以及焊机、不间断电源中的主流 800-V 总线架构用品和感应加热应用。

所有 R DS ( on)选项(23、30、53 和 70 毫欧)均采用行业标准的 4 引线开尔文源 TO-247 封装。Qorvo 表示，这提供了“在更高性能水平上更清洁的切换”。

53 和 70 毫欧器件也采用 TO-247 3 引线封装。由于先进的银烧结芯片贴装和先进的晶圆减薄工艺，这些器件提供了最佳的热性能和高可靠性。

所有 1,200-V SiC FET 都包含在公司的 FET-Jet Calculator中，这是一个免费的在线设计工具，用于评估各种 AC/DC 和隔离/非隔离 DC 中使用的器件的效率、组件损耗和结温升/DC 转换器拓扑。可以在用户指定的散热条件下比较单个和并联设备。

Onsemi 和英飞凌都加强了他们的硅和 SiC 功率产品组合。Onsemi 在 PCIM 上亮相的新产品包括一个 TO-Leadless (TOLL) 封装的 SiC MOSFET，以及一个用于充电 100 W 以上的 USB-C PD(电力传输)的新电源包，以及一个 1200-V FS7 IGBT。

Onsemi 宣称是业界首款采用 TOLL 封装的 SiC MOSFET。onsemi 表示，直到最近，SiC 器件一直采用 D2PAK 7 引脚封装，这需要更多的空间。TOLL 封装比 D2PAK 封装节省 30% 的 PCB 面积，占位面积为 9.90 × 11.68 × 2.3 mm，体积减少 60%。

Onsemi 表示，除了尺寸更小之外，TOLL 封装还提供比 D2PAK 7 引脚封装更好的热性能和更低的封装电感 (2 nH)。SiC MOSFET 还具有开尔文源配置，可确保更低的栅极噪声和更低的开关损耗，包括与没有此配置的器件相比，导通损耗 (EON) 降低 60%。Onsemi 表示，这会显着提高效率和功率密度，并改善 EMI 和更容易的 PCB 设计。

在 TOLL 封装中提供的第一个 SiC MOSFET 是 NTBL045N065SC1，针对 SMPS、服务器和电信电源、太阳能逆变器、不间断电源 (UPS) 和储能等应用。该设备适用于需要满足最具挑战性的效率标准的设计，包括 ErP 和 80 PLUS Titanium。

对于硅产品组合，onsemi 推出了三款用于 USB 供电 (PD) 的产品。新的控制器和驱动器具有可减少高效 AC/DC 电源的材料清单内容的功能，特别适用于 100 W 以上的负载范围

。NCP1345 是 一款准谐振 (QR) 反激式控制器，适用于高性能关闭线电源和 USB Type-C PD 快速充电应用。Onsemi 说，高频 QR 操作(高达 350 kHz)可以减小磁性元件的尺寸。

NCP1345 与有限电源 (LPS) 要求兼容，这要归功于内置的恒定输出电流限制，同时快速频率折返功能可确保出色的轻负载效率。

NCP1623是一款 小型升压功率因数校正 (PFC) 控制器，额定功率高达 300 W，适用于 USB PD 快速充电适配器和计算电源。该器件在重负载时以临界导通模式 (CrM) 运行，然后随着负载降低进入断续导通模式 (DCM)。据说这可以最大限度地提高标称负载和轻负载时的效率。NCP1623 可在低输入电压下将效率提高多达 2%，并提供 <100 μA 的睡眠模式，从而优化了空载输入电源状态。NCP4307是用于多种高性能开关模式电源拓扑中的同步整流 (SR) MOSFET 的高性能驱动器。onsemi 表示，该器件将从内部 200V CS 引脚自供电，无需辅助电源即可实现高端配置和低 VOUT。双 VCC 引脚选择最佳 VCC 源以最大限度地减少损耗，从而优化各种 VOUT 应用。

Onsemi 还首次展示了其第 7 代 IGBT 和二极管。与上一代产品相比，最新的 1200-V FS7 IGBT 正向偏置电压降低了 20%，从而提高了电机控制应用中的效率和功率密度。据 onsemi 报道，该公司还推出了用于太阳能、UPS 和储能领域的中高开关频率应用的快速版本 FS7 IGBT，其中开关损耗降低了 50%。FS7 产品组合还包括 750-V 和 1200-V VE-Trac Direct 汽车级解决方案。

英飞凌科技股份公司也推出了一系列新的硅和碳化硅产品。其中包括新的 2kV SiC MOSFET、2kV SiC 二极管和下一代 TRENCHSTOP 1700-V IGBT7 芯片。

Infineon Technologies AG 拥有扩展的 CoolSiC 产品组合，其中包含适用于下一代光伏、电动汽车充电和储能系统等 1500 VDC 应用的高压解决方案。其中包括2-kV SiC MOSFET 和 2-kV SiC 二极管，可解决这些基于 1500-VDC 的设计中的挑战，包括在高直流电压下的快速开关。

新型 SiC MOSFET 提供低开关损耗和高阻断电压。2kV CoolSiC 技术还提供低漏源导通电阻 (R DS(on) ) 值，并且坚固的体二极管适用于硬开关。

英飞凌表示，与 1700-V SiC MOSFET 相比，该技术可实现足够的过压裕度，并提供低十倍于宇宙射线引起的 FIT 率。此外，扩展的栅极电压工作范围使器件易于使用。

新的 SiC MOSFET 芯片基于英飞凌称为 M1H 的先进 SiC MOSFET 技术。该技术最近随着M1H 技术 1,200-V SiC MOSFET的推出而推出。英飞凌表示，新技术可实现更大的栅极电压窗口，从而提高给定芯片尺寸的导通电阻，并且更大的栅极电压窗口可防止栅极出现与驱动器和布局相关的电压峰值。

英飞凌还提供一系列功能隔离高达 2.3 kV 的 EiceDRIVER 栅极驱动器，以支持 2 kV SiC MOSFET。EasyPACK 3B 和 62-mm 模块中的 2-kV CoolSiC MOSFET 样品现已上市。稍后将在新的高压分立式 TO247-PLUS 封装中采用这种方式。英飞凌推出了全新 Easy 3B 模块，推出了 MH1 1,200-V CoolSiC MOSFET，它提供 175˚C 的最高临时结温，以提供更大的过载能力。

计划于 2022 年第三季度生产具有 4 个升压电路的电源模块 Easy 3B (DF4-19MR20W3M1HF_B11)，半桥配置(3、4、6 mΩ)的 62-mm 模块将在 2022 年第四季度推出. 采用.XT互连技术的分立器件将于2022年底上市。

英飞凌还推出了采用标准 EconoDUAL 3 工业模块封装的 TRENCHSTOP 1700-V IGBT7 芯片。凭借新的 IGBT7 芯片技术，EconoDUAL 3 声称领先电流为 900 A 和 750 A，并为逆变器提供了改进的功率范围。这些新的 IGBT 模块针对一系列应用，包括风力涡轮机、电机驱动器和静态 VAR 发电机 (SVG)。

英飞凌表示，与采用之前 IGBT4 芯片组的模块相比，采用 TRENCHSTOP IGBT7 芯片的新型 FF900R17ME7_B11可在相同封装尺寸下实现高达 40% 的逆变器输出电流。此外，该公司补充说，1700-V IGBT7 模块的静态和动态损耗显着降低，同时解决了二极管芯片中存在静态损耗的应用。

英飞凌表示，其他特性包括增强的 dv/dt 可控性、改进的二极管软度和改进的 FIT 率，这是在高直流链路电压下工作时的一个重要参数。

这些带有集成温度传感器的新型电源模块可提供 175°C 的最大过载结温。根据 IEC 60747、60749 和 60068 的相关测试，它们符合工业应用要求。

除了具有 900 A 的 1700-V EconoDUAL 3 之外，产品组合中还添加了具有更大二极管的 750-A 模块。现在可以订购 FF900R17ME7_B11 (900 A)、FF750R17ME7D_B11 (750 A) 和 FF225R17ME7_B11 (225 A)。300-A 至 750-A 模块的推出将在 2022 年底推出。

在 PCIM 上推出的另一款硅功率器件来自意法半导体。该公司推出了新的 STPOWER MDmesh M9 和 DM9 N 通道超结、多漏极、硅功率 MOSFET，针对数据中心服务器、5G 基础设施和平板电视等应用中的 SMPS。首批推出的器件是 650-V STP65N045M9 和 600-V STP60N043DM9。两者都提供非常低的每单位面积导通电阻 (R DS(on) )，从而实现更高的功率密度和更小的系统尺寸。

ST 表示，每款器件都提供同类产品中最佳的最大 R DS(on)，STP65N045M9 为 45 mΩ，STP60N043DM9 为 43 mΩ。该公司表示，由于栅极电荷 (Q g ) 非常低，在 400 V 漏极电压下通常为 80 nC，这些器件具有目前可用的最佳 R DS(on) max Q g品质因数。

与之前的 MDmesh M5 和 M6/DM6 器件相比，STP65N045M9的栅极阈值电压 (V GS(th) ) 通常为 3.7 V，STP60N043DM9 的通常为 4.0 V，可最大限度地降低开启和关闭开关损耗。它们还具有非常低的反向恢复电荷 (Q rr ) 和反向恢复时间 (t rr )，这进一步有助于提高效率和开关性能。

此外，意法半导体最新的高压 MDmesh 技术采用额外的铂扩散工艺，据说可确保快速的本征体二极管。峰值二极管恢复斜率 (dv/dt) 大于早期工艺。所有 MDmesh DM9 器件均可在 400 V 时承受高达 120 V/ns 的 dv/dt。

采用 TO-220 功率封装的 MDmesh M9 和 DM9 器件 STP65N045M9 和 STP60N043DM9 正在生产中，将于 2022 年第二季度末在分销商处提供。其他标准表面贴装和通孔封装选项将在于 2022 年晚些时候添加。