CoolSiC™-MOSFETs der 2. Generation

Energieeffizienz für jedes Watt verarbeiteter Leistung

Leistungsverluste spielen eine Rolle. Erfahren Sie, wie die neue CoolSiC™-MOSFET-G2-Trench-Technologie die Stromversorgung in gängigen Topologien, die in AC/DC-, DC/DC- und DC/AC-Stromversorgungssystemen verwendet werden, verbessert. Die Leistungskennzahlen sowohl für den hart schaltenden als auch für den weich schaltenden MOSFET-Betrieb wurden im Vergleich zur vorherigen Generation um mehr als 20 % verbessert. Die hohe Schaltfrequenz, unverkennbar für SiC-MOSFETs, wird zusätzlich um mehr als 30 % verbessert. Infolgedessen arbeitet G2 mit geringeren Leistungsverlusten in allen Betriebsmodi bei Photovoltaik-Wechselrichtern, Energiespeicheranlagen, EV-Ladevorgängen, USV und mehr. Bei dreiphasigen Stromversorgungssystemen arbeitet der CoolSiC™ G2 (1200 V) zum Beispiel im Vergleich zur vorherigen Generation mit 5-30 % geringeren Leistungsverlusten (je nach Lastzustand), was Energieeinsparungen für jedes im Feld verarbeitete Watt ermöglicht.

Die Weiterentwicklung der einzigartigen .XT-Verbindungstechnik von Infineon (z. B. in diskreten Gehäusen TO-263-7, TO-247-4) dient der Bewältigung der allgemeinen Herausforderung, die Leistung von Halbleiterchips zu verbessern und gleichzeitig ihre thermische Leistungsfähigkeit zu erhalten. Die thermische Leistungsfähigkeit ist bei der neuen Generation jetzt 12 % besser, wodurch die Leistungswerte des Chips auf ein neues Niveau der SiC-Leistung gehoben werden.

Die Messlatte für die in einem bestimmten Formfaktor mögliche Leistung höher legen

Kombination der besten Aspekte von SiC: geringe Leistungsverluste in kleinen Formfaktoren. Je niedriger der Einschaltwiderstand eines SiC-MOSFETs ist, desto geringer sind die Leitungsverluste, was eine höhere Energieeffizienz, eine größere Leistungsdichte und eine reduzierte Anzahl der Bauteile ermöglicht. Die Portfolios der CoolSiC™-MOSFETs der 2. Generation bieten den niedrigsten RDSon auf dem Markt der SiC-MOSFETs. Dank der Einführung von erstklassigen Produkten in Gehäusen zur Oberflächenmontage wird 7 mOhm in 650 V und 8 mOhm in 1200 V im TO263-7-Formfaktor verfügbar. Die verbesserte Gehäuseverbindung mit .XT führt zu einem geringeren Wärmewiderstand, einer höheren Ausgangsleistung und einer niedrigeren Betriebstemperatur. Die Leistung, die von einem SMD-Formfaktor geliefert werden kann, wird um mehr als 60 % erhöht und setzt neue Maßstäbe für die Leistungsdichte, die in Leistungsumwandlungssystemen möglich ist.

Einen neuen Standard für die Nutzung der SiC-Leistung setzen

Optimierung jedes in SiC investierten Euro. Entdecken Sie eine Reihe neuer Robustheitseigenschaften von CoolSiC™-MOSFET-G2-Produkten und erzielen Sie die beste Leistung im langfristigen Feldeinsatz. Der Systementwickler kann jetzt von einer Datenblatt-Spezifikation des maximalen Einschaltwiderstands bei 150 °C in 1200 V-Portfolios profitieren. Die SiC-MOSFET-Fähigkeit kann voll ausgeschöpft werden, wenn bei erhöhten Temperaturen während des Nennbetriebs keine zusätzlichen Spielräume aufgrund von Verteilungsunsicherheiten berücksichtigt werden müssen. Der Überlastbetrieb bis zu einer virtuellen Grenzschichttemperatur von 200 °C ist in den Datenblättern von CoolSiC™-MOSFETs (1200 V) der 2. Generation enthalten und wurde zuerst im Gehäuse TO-263-7 vorgestellt. Zur Bewältigung von Überlastereignissen, die z. B. von Netzschwankungen stammen, kann der Systementwickler nun im Vergleich zur vorherigen Generation höhere Ausgangsströme auslegen oder den Kühlaufwand reduzieren. Die im Datenblatt spezifizierte Avalanche-Robustheit vereinfacht die Systementwicklung für solche Überstromereignisse weiter. Eine starke Immunität gegen unerwünschte Einschaltvorgänge, ein robuster Betrieb der Body-Diode bei harter Kommutierung und Kurzschlussfähigkeit werden durch die Datenblattspezifikationen der CoolSiC™-MOSFET-G2-Produkte unterstützt.

CoolSiC™ ist ein weiteres hervorragendes Beispiel für die Qualitätsführerschaft von Infineon

Alle modernen Silizium-Leistungsbauelemente sind Trench-basiert und haben die planaren Technologien ersetzt, was ist also mit Siliziumkarbid? Bei SiC gibt es viele Ähnlichkeiten mit der Entwicklung der Silizium-Leistungs-MOSFET-Technologie in Bezug auf Leistungsvorteile durch Trench-Design. Ein weiterer markanter Vorteil der Trench-Bauweise in SiCs ist die Zuverlässigkeit. Vertikale Grenzflächen weisen im Vergleich zu seitlichen Grenzflächen im SiC-Material eine signifikant geringere Defektdichte auf. Dies eröffnet ein neues Optimierungspotenzial, um Leistungs- und Robustheitsaspekte mit Zuverlässigkeit in Einklang zu bringen. Zuverlässigkeit ist die Grundlage jeder Entwicklung von Leistungsbauelementen bei Infineon und die CoolSiC™-MOSFET-G2-Trench-Technologie behält die hohe Zuverlässigkeit von G1 bei. Daten zu DPM (Defekte pro Million), die auf allen verkauften, diskreten und industrietauglichen CoolSiC™-MOSFETs der 1. Generation basieren, zeigen, dass die Produktrückgaben für SiCs sogar unter den Zahlen von Silizium-basierten Leistungsschaltern liegen, was auf eine sehr ausgereifte Technologie hinweist. Infineon war auch Vorreiter bei der Lebensdauerprüfung von Anwendungen und bestimmte Tests sind heute im JEDEC-Standard enthalten. Das CoolSiC™-Trench-MOSFET-Design fördert die nachhaltige Wettbewerbsfähigkeit im Bereich der Energieeffizienz – jetzt und in Zukunft