ROHMs neue SBDs: Branchenführende* Rückwärtserholungszeit bei 100 V Durchbruchspannung dank Trench-MOS-Struktur

Ideale Lösung für LED-Scheinwerfer in Kraftfahrzeugen und andere Hochgeschwindigkeits-Schaltanwendungen

Willich-Münchheide, 15. Februar 2024 – ROHM hat Schottky-Barrier-Dioden (SBDs) mit einer Durchbruchspannung von 100 V entwickelt. Die neuen SBDs bieten eine branchenführende Rückwärtserholungszeit (reverse recovery time, trr) von 15 ns und eignen sich ideal für Stromversorgungen und Schutzschaltungen in Automobil-, Industrie- und Konsumgüteranwendungen. (Bild 1 + 2) Obwohl es zahlreiche Arten von Dioden gibt, werden hocheffiziente SBDs zunehmend in einer Vielzahl von Anwendungen eingesetzt. Insbesondere SBDs mit einer Trench-MOS-Struktur, die eine niedrigere VF als planare Typen aufweisen, ermöglichen eine höhere Effizienz bei Gleichrichtungsanwendungen. Ein Nachteil von Trench-MOS-Strukturen ist jedoch, dass sie in der Regel eine schlechtere trr haben als planare Topologien, was zu einer höheren Verlustleistung beim Schalten führt. Als Antwort darauf hat ROHM die neue YQ-Serie entwickelt, die eine proprietäre Trench-MOS-Struktur verwendet, welche gleichzeitig VF und IR (die im umgekehrten Verhältnis zueinanderstehen) reduziert und dabei eine branchenführende trr erreicht. Als Erweiterung der vier bestehenden konventionellen SBD-Baureihen, die für eine Vielzahl von Anforderungen optimiert wurden, ist die YQ-Serie die erste von ROHM, die eine Trench-MOS-Struktur verwendet. Das proprietäre Design erreicht einen branchenführenden trr-Wert von 15 ns. Dadurch werden die trr-Verluste um ca. 37 % und die Gesamtschaltverluste um ca. 26 % im Vergleich zu herkömmlichen Trench-MOS-Produkten reduziert, was zu einer geringeren Leistungsaufnahme der Anwendung beiträgt. Die neue Struktur verbessert sowohl die VF- als auch die IR-Verluste im Vergleich zu herkömmlichen planaren SBDs. Dies reduziert die Verlustleistung in Anwendungen mit Vorwärtsspannung, zum Beispiel bei der Gleichrichtung. Gleichzeitig wird das Risiko des thermischen Durchgehens gesenkt, das bei SBDs ein großes Problem darstellt. Die YQ-Serie eignet sich daher ideal für Anwendungen, die ein schnelles Schalten erfordern, wie Antriebsschaltungen für LED-Scheinwerfer in Kraftfahrzeugen und DC/DC-Wandler in xEVs, die dazu neigen, Wärme zu erzeugen. ROHM wird auch in Zukunft die Qualität seiner Halbleiterbauelemente von niedrigen bis zu hohen Spannungen weiter verbessern und gleichzeitig sein umfangreiches Angebot vergrößern, um den Stromverbrauch weiter zu senken und die Miniaturisierung voranzutreiben. (Bild 3 + 4) SBDs mit Trench-MOS-Struktur Die Trench-MOS-Struktur entsteht durch die Bildung eines Grabens mit Polysilizium in der epitaktischen Waferschicht, um die Konzentration des elektrischen Feldes zu verringern. Dies reduziert den Widerstand der epitaktischen Wafer-Schicht, wodurch beim Anlegen der Spannung in Vorwärtsrichtung eine niedrigere VF erreicht wird. Gleichzeitig wird die Konzentration des elektrischen Feldes in Sperrrichtung minimiert, was zu einer signifikanten Verringerung von IR führt. Infolgedessen verbessert die YQ-Serie VF und IR um ca. 7 % bzw. 82 % im Vergleich zu herkömmlichen Produkten. (Bild 5) Im Gegensatz zu typischen Trench-MOS-Strukturen, bei denen die trr aufgrund der größeren parasitären Kapazität (Widerstandskomponente im Bauelement) schlechter ist als bei planaren Typen, erreicht die YQ-Serie durch ein einzigartiges Strukturdesign eine branchenführende trr von 15 ns. Dies ermöglicht eine Reduzierung der Schaltverluste um ca. 26 %, wodurch sich Leistungsaufnahme der Anwendung verringert. Anwendungsbeispiele • LED-Scheinwerfer für Kraftfahrzeuge • DC/DC-Wandler für xEV • Stromversorgungen für Industrieanlagen • Beleuchtung Produktspektrum (Bild 6) Produktseite und weiterführende Informationen Anwendungshinweise, die die Vorteile dieser neuen Produkte in Schaltungen hervorheben, sowie ein Whitepaper, das die Eigenschaften jeder SBD-Serie beschreibt, sind auf der Website von ROHM verfügbar. Außerdem steht eine SBD-Produktseite zur Verfügung, auf der Anwender die Produktoptionen durch Eingabe von Spannungsbedingungen und anderen Parametern eingrenzen können. Dies erleichtert den Auswahlprozess während des Designs. Klicken Sie auf die unten stehenden URLs, um weitere Informationen zu erhalten. SBD-Produktseite von ROHM https://www.rohm.com/products/diodes/schottky-barrier-diodes Anwendungshinweise Vorteile der YQ-Serie: Kompakte Schottky-Barrier-Dioden mit hohem Wirkungsgrad für die Automobilindustrie https://fscdn.rohm.com/en/products/databook/applinote/discrete/diodes/yq_sbd_automotive_an-e.pdf Whitepaper ROHMs SBD-Produktpalette trägt zu einer stärkeren Miniaturisierung und zur Reduzierung von Verlusten in der Automobil-, Industrie- und Konsumgüter-industrie bei. https://fscdn.rohm.com/en/products/databook/white_paper/discrete/diodes/sbd_lineup_wp-e.pdf Informationen zum Online-Verkauf Online-Distributoren: DigiKey, Mouser und Farnell Bauteilnummern: Siehe Tabelle (Bild 6) Verfügbarkeit: Seit Dezember 2023 Die Produkte werden auch von anderen Online-Distributoren angeboten. Weitere Informationen auf der ROHM-Website https://www.rohm.com/news-detail?news-title=2024-02-15_news_sbd&defaultGroupId=false *ROHM-Studie vom 15. Februar 2024

Über ROHM Semiconductor ROHM Semiconductor, ein weltweit aktives Unternehmen, das per 31. März 2023 einen Umsatz von 507,8 Milliarden Yen (3,9 Milliarden US Dollar) erwirtschaftete und über 23.700 Mitarbeiter beschäftigt, entwickelt und produziert eine umfangreiche Produktpalette, die von SiC-Dioden und MOSFETs, analogen ICs wie Gate-Treibern und Power-Management-ICs über Leistungstransistoren und Dioden bis hin zu passiven Bauelementen reicht. Die Produktion erfolgt in modernsten Fertigungsstätten in Japan, Deutschland, Korea, Malaysia, Thailand, den Philippinen und China. ROHM Semiconductor Europe mit seiner Zentrale nahe Düsseldorf betreut die EMEA-Region (Europe, Middle East, Africa). Für weitere Informationen besuchen Sie bitte www.rohm.de