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Reducir la resistencia de los transistores de carburo de silicio – Calendae

Hola, un placer verte por aquí. En el teclado Jordi Oriol y esta vez hablaremos sobre Reducir la resistencia de los transistores de carburo de silicio – Calendae

UnitedSiC ha lanzado cuatro transistores SiC de carburo de silicio con la resistencia RDS (activa) más baja del mundo para abrir nuevas aplicaciones.

«Lo que estamos haciendo es bastante increíble para la industria con una resistencia de menos de 10 mΩ en un paquete estándar», dijo Chris Dries, CEO de United SIC, hablando con eeNews Power. “Este es un verdadero hito para United SiC. El mercado insignia para nosotros son los vehículos eléctricos, particularmente en tracción, pero la protección del circuito es un área nueva ahora habilitada por las bajas revoluciones en curso ”, dijo.

De los cuatro nuevos dispositivos SiC FET, uno tiene una potencia nominal de 650 V con RDS (encendido) de 7 mΩ y tres con una potencia nominal de 1200 V con RDS (encendido) de 9 y 16 mΩ. Están disponibles en un paquete TO247 con tres o cuatro pines.

“Esta es una extensión de la plataforma de tercera generación: la maduración del proceso en la fábrica nos permite ir a estos moldes grandes y de gran volumen”, dijo Dries. «Hemos creado dos tipos diferentes de FET en función de las velocidades de conmutación: el UJ3C es para uso general, que es tan fácil como un reemplazo rápido, mientras que las piezas UF rápidas están diseñadas para conmutación dura de alto rendimiento».

Esto se debe al diseño de la pieza, que utiliza un MOSFET de silicio, o cascode, junto con un JFET construido con carburo de silicio.

«El MOSFET de cascode de silicio que fabricamos se apila sobre el JFET», dijo. “La forma en que podemos hacer esto es porque la tecnología detrás de JFET – RDS (activo) por unidad de área – a 1200 V, nuestra resistencia específica es la mitad a 1200 V y a 650 V es un cuarto. Este es el diferenciador clave que nos permite hacerlo donde otros no pueden. «

«El problema con el SiC es que no les gusta formar un óxido de puerta», dijo Dries. “Lo que hemos hecho es utilizar el óxido de silicio perfecto como interfaz de puerta y luego tenemos el SiC JFET con el RDS activo específico más bajo, por lo que optimizamos el rendimiento de ambos FET. Es muy difícil hacerlo con éxito, pero una vez que se puede, es la mejor manera «, agregó.

Mientras que las versiones de 4 pines están destinadas a la conmutación de alta frecuencia, las versiones de tres pines reemplazan los IGBT de silicio.

«La versión de 3 pines reemplaza directamente a CoolMOS [devices from Infineon] con bajo RDS en los modelos. Los diseñadores pueden pasar de 2.2, 2.4kW a 3kW reemplazando el silicio CoolMOS con una gota de SiC. La mayoría de los MOSFET de SiC necesitan una unidad de compuerta negativa de -4 o -5V a +15 o 20V, pero diseñamos las compuertas para que se bloqueen a -20V para que puedan ser compatibles pin a pin con IGBT de silicio . «

La gestión térmica es una parte clave de los nuevos dispositivos. “Lo que hacemos es sinterizar la plata del molde al marco de plomo usando tecnología de unión de troquel que nos permite sacar el calor del paquete. Podemos hacer un paquete de tres derivaciones (3L), pero el di / dt necesita un paquete Kelvin de cuatro clavijas «, dijo.» En la industria del SiC, todos tenemos este paquete de cuatro derivaciones: Infineon, Cree, ST lo tienen – el rendimiento de conmutación es muy superior e intentamos dirigir a los clientes hacia él. Estas piezas pueden funcionar a más de 100 A en un paquete TO247 «.

Las bajas pérdidas de conducción significan que los dispositivos también se pueden utilizar como disyuntores de estado sólido y seccionadores de batería en vehículos eléctricos. Los dispositivos pueden interrumpir corrientes muy altas muy rápidamente y, cuando se utilizan como interruptor, tienen una función de autolimitación que controla el pico de corriente que fluye. Esta función también se puede utilizar para limitar las corrientes de irrupción que fluyen en inversores y motores.

“Los interruptores de circuito de estado sólido representan un mercado nuevo y emergente para nosotros, habilitado por un bajo RDS en los dispositivos. Los clientes iniciales tienden a estar en la industria aeroespacial para enrutar energía a un avión «, dijo Dries.» Cuando se conecta en paralelo, puede exceder los 100 A y apagarse de manera segura. Con seis matrices en paralelo se obtiene un interruptor de 2 matrices. mΩ en un módulo SOT227 1200V «.

El UF3SC065007K4S tiene un voltaje de funcionamiento máximo de 650 V, una corriente de drenaje de hasta 120 A y un RDS (encendido) de 6,7 mΩ. El UF3SC120009K4S tiene un voltaje de funcionamiento máximo de 1200 V, una corriente de drenaje de hasta 120 A y un RDS (encendido) de 8,6 mΩ. Ambos están disponibles en un paquete Kelvin de cuatro conductores, que permite características de conducción más limpias.

Para proyectos de baja potencia, UnitedSiC ofrece dos partes con voltajes de funcionamiento máximos de 1200 V, corrientes de drenaje de hasta 77 A y un RDS (encendido) de 16 mΩ. El UF3SC120016K3S tiene un paquete de tres conductores, mientras que el UF3SC120016K4S tiene un paquete de cuatro conductores.

Las piezas se fabrican en la fundición de X-Fab en Texas utilizando la tecnología de proceso e IP de United SiC, con una capacidad de 30.000 obleas por mes, dice Dries. La empresa utiliza tres proveedores de obleas de SiC.

«Tenemos tres proveedores de sustrato calificados y no vemos diferenciación en la calidad del rendimiento por sustrato o epi para JFET, y usamos rendimientos equivalentes en los tres proveedores», dijo Dries. “Históricamente, en un nuevo sistema de materiales es importante poseer el suministro de material, pero con el tiempo este se vuelve mercantilizado. Esto es lo que pasó con el arseniuro de galio (GaAs) y el fosfato de indio (InP) y creo que pasará lo mismo con el tiempo «, dijo.

más información: www.unitedsic.com

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