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第三代SiC蕭特基二極體:SCS3系列 Part 2

提高追求高可靠性裝置的
效率與安全餘量

Keyword
  • 第三代SCS3系列
  • 正向電壓
  • VF
  • 抗突波電流性能
  • IFSM
  • 反向電流
  • 漏電流
  • IR
  • JBS(Junction Barrier Schottky)結構
  • 傳導損耗
  • PFC
  • 伺服器
  • 高性能PC
  • 表面安裝

-進入主題之前請您介紹了很多基礎內容,下面請您介紹一下第三代SiC-SBD。SCS3系列被稱為“第三代”,首先請您講一講各“代”的歷史。

前面讓我介紹基礎內容,這是非常必要的。要想更好地瞭解第三代產品的優勢與特點,需要先瞭解SiC-SBD的基本特性等。

第一代是從2010年4月開始量產的SCS1系列。這在當時是日本國內首家實現SiC-SBD量產。第二代是2012年6月推出的SCS2系列,現在很多客戶採用的是SCS2系列。包括不同的封裝和電流規格等在內,已經實現近50個機型的量產供應。第三代是2016年4月推出的SCS3系列。SCS後面的數位表示各代。

-那麼接下來請您介紹一下第三代SiC-SBD的特點。

第三代SiC-SBD的亮點在於,高溫時的正向電壓VF更低、抗突波電流性能IFSM更高、反向電流(漏電流)IR更低。

請看右圖,第二代SiC-SBD通過製造製程改進,不僅保持與第一代同等的漏電流IR和恢復特性,還成功將VF從1.5V降低至約0.15V,達到當時業界最小的VF 1.35V。VF降低有助於降低裝置的傳導損耗。

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第三代SiC-SBD為提高抗突波電流性能並改善漏
電流IR,採用了JBS(Junction Barrier Schottky)結構。JBS結構是基本上有效改善抗突波電流性能和漏電流IR的結構,而且第二代SiC-SBD實現的低VF特性還成功得以進一步改善。Tj=25℃時的typ值為1.35V,與第二代同等,但Tj=150℃時為1.44V,比第二代SiC-SBD低0.11V。這意味著高溫環境下的導通損耗降低,在高溫環境下的工作變得更有利。

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-抗突波電流性能和漏電流看來得到了相當大的改善。

抗突波電流性能如表格中的額定值所示,從第二代SiC-SBD的38A提高到了1倍以上,高達82A。通過採用JBS結構,並研發最大限度地發揮抗突波性能的製程與產品結構,實現了抗突波電流性能的大幅改善。

漏電流IR也同樣得到大幅改善。普通蕭特基二極體的特性存在一種矛盾關係,即當試圖降低正向電壓時,漏電流就會增加。第三代SiC-SBD不僅繼承了正向電壓低的特點,還通過採用JBS結構而大幅降低了漏電流。與第二代SiC-SBD相比,在額定電壓650V、Tj=150℃時漏電流降低至約1/15。

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-這些性能提升和特性改善的目的是什麼?

與Si二極體相比,SiC-SBD有望降低應用中的損耗。同時,功率元件是處理大電壓、大電流的產品,還存在“希望使用更放心”這個背景。抗突波電流性能的改善就是為了滿足這種需求。

-適合什麼樣的應用呢?

如果是高效率應用,無需特別限定,最適用的用途是電源裝置,尤其是PFC。例如,伺服器高性能PC等不僅需要提高效率,還要求具備更高的抗突波電流性能。SCS3系列改善了第二代的正向電壓特性,可進一步提高效率。而且,抗突波電流性能提升達2倍以上,對於意外發生的異常問題等具有更高的安全餘量。

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-請介紹一下SCS3系列的產品系列。

當初推出該系列產品時,產品系列為6A~10A、TO-220ACP封裝共3種機型,如今已發展為5種機型量產中,加上不同封裝類型擴展,已擴充到共15種機型。除通孔型的TO-220ACP外,還計畫增加TO-220FM、表面安裝型的TO-263AB,可根據安裝方法和空間來選擇封裝。

耐壓 正向電流 封裝
2A 4A 6A 8A 10A
650V NEW SCS302AP NEW SCS304AP NEW SCS306AP NEW SCS308AP NEW SCS310AP TO-220ACP
★ SCS302AM ★ SCS304AM ★ SCS306AM ★ SCS308AM ★ SCS310AM TO-220FM
★ SCS302AJ ★ SCS304AJ ★ SCS306AJ ★ SCS308AJ ★ SCS310AJ TO-263AB

★ 研發中

另外,雖然已經推出第三代產品,但第二代產品也在繼續擴充機型,客戶可根據使用條件和要求規格來自由選擇。

-經過您的講解,我瞭解了包括SiC-SBD基礎知識在內的發展到第三代產品的過程。非常感謝。

第三代SiC蕭特基二極體:SCS3系列
Part 1

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