スイッチング損失を従来品比35％低減し、機器の低消費電力化に貢献

＜要旨＞
ローム株式会社(本社：京都市)は、高効率が求められるサーバー用電源や太陽光インバータ、電動車の充電ステーションなどに最適なトレンチゲート構造(※1)SiC MOSFET 「SCT3xxx xRシリーズ」6機種(650V／1200V耐圧)を開発しました。

今回新しく開発したシリーズは、SiC MOSFETがもつ高速スイッチング性能を最大限に引き出すことができる4端子パッケージ(TO-247-4L)を採用しています。これにより、従来の3端子パッケージ(TO-247N)と比べ約35％のスイッチング損失削減を実現でき、各種機器の低消費電力化に貢献します。

また、SiCデバイスの駆動に最適なローム製ゲートドライバIC(BM6101FV-C)や各種電源IC、ディスクリート製品を搭載したSiC MOSFET評価ボード「P02SCT3040KR-EVK-001」の提供も開始しており、簡単にデバイス評価ができるソリューションを提案しています。

なお、本シリーズは、8月より月産50万個の体制で順次量産を開始(サンプル価格 2,100円～：税別)しています。生産拠点は、ローム・アポロ株式会社(福岡県)となります。加えて、同8月より本シリーズおよび評価ボードのインターネット販売も開始しており、チップワンストップ、コアスタッフオンライン、アールエスコンポーネンツから購入することができます。

＜背景＞
近年、AIやIoTの導入に伴いクラウドサービスへのニーズが高まり、世界的にデータセンターの需要が拡大しています。データセンターなどで使用されるサーバーにおいては、大容量化・高性能化が進む中、消費電力量をいかに低減するかが課題のひとつとなっています。一方、これまでサーバーの電力変換回路では、シリコン(Si)デバイスが主流となっていましたが、より損失の少ないSiCデバイスに注目が集まっています。特にTO-247-4Lパッケージ採用のSiC MOSFETは従来パッケージに比べてスイッチング損失を低減できるため、サーバーや基地局、太陽光発電などの高出力アプリケーションでの採用に期待が高まっています。

ロームは2015年に世界で初めてトレンチゲート構造を採用したSiC MOSFETの量産化に成功するなど、業界に先駆けた製品開発を行ってきました。今回新たに開発した650V／1200V耐圧の低損失SiC MOSFETをはじめ、今後も革新的なデバイス開発を進めるとともに、SiC駆動に最適なゲートドライバICなどを含めたソリューション提案を行うことで、各種機器のさらなる低消費電力化に貢献していきます。

＜特長＞
4端子パッケージ(TO-247-4L)の採用により、スイッチング損失を約35％低減
従来の3端子パッケージ(TO-247N)は、ソース端子がもつインダクタンス成分(※2)によりゲート電圧の低下が起こり、スイッチングスピードが遅延する原因となっていました。
今回、SCT3xxx xRシリーズで採用した4端子パッケージ(TO-247-4L)は、パワーソース端子とドライバーソース端子を分離できるため、インダクタンス成分による影響を小さくすることができます。これにより、SiC MOSFETの高速スイッチング性能を最大限に引き出すことができるため、特にターンオンでの損失を大幅に改善。ターンオン損失とターンオフ損失を合計すると、従来品比約35％の損失低減が見込めます。



＜ラインアップ＞
SCT3xxx xRシリーズは、トレンチゲート構造をベースにしたSiC MOSFETです。今回、650V品3機種、1200V品3機種の計6機種を新たに開発しました。


＜アプリケーション＞
サーバー、基地局、太陽光インバータ、蓄電システム、電動車の充電ステーション 等

＜評価ボード情報＞
SiC MOSFET評価ボード「P02SCT3040KR-EVK-001」は、SiCデバイスの駆動に最適なローム製ゲートドライバIC(BM6101FV-C)や各種電源IC、ディスクリート製品を搭載しており、簡単にデバイス評価を行うことができます。TO-247-4Lパッケージ品はもちろん、同一条件での評価環境を提供するためにTO-247N品の実装も可能です。また、この評価ボードを用いることでダブルパルス試験、Boost回路、2レベルインバータ、同期整流型Buck回路などの評価を行うことができます。
販売開始時期：2019年8月から
評価ボード品番：P02SCT3040KR-EVK-001
販売ネット商社：チップワンストップ、コアスタッフオンライン、アールエスコンポーネンツ
サポートページ：https://www.rohm.co.jp/power-device-support
評価ボードの構成


＜用語説明＞
※1 トレンチゲート構造
トレンチは溝を意味する。チップ表面に溝を形成し、その側壁にMOSFETのゲートを形成した構造。プレーナー型MOSFETに構造上存在するJFET抵抗が存在せず、プレーナー構造よりも微細化が可能なため、SiC材料本来の性能に近いオン抵抗が期待できる。

※2 インダクタンス成分
電流を変化させたとき電磁誘導により発生する起電力の大きさを表す量のこと。