日本川崎--(美国商业资讯)-- Toshiba Electronic Devices & Storage Corporation (“Toshiba”)开发了“X5M007E120”，这是一款用于汽车牵引逆变器[2]的裸片[1]1200V碳化硅(SiC) MOSFET，其采用的创新结构可以同时提供低导通电阻和高可靠性。供客户评估的测试样品现已出货。
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反向导通操作期间[4]，当体二极管双极通电[3]时，普通SiC MOSFET的可靠性会因导通电阻增加而降低。Toshiba SiC MOSFET通过一种器件结构来缓解这个问题，该器件结构将肖特基势垒二极管(SBD)嵌入MOSFET以使体二极管失活，但将SBD置于芯片上会减少决定MOSFET导通电阻的通道的可用面积，并增加芯片的导通电阻。
X5M007E120中嵌入的SBD以方格图案排列，而不是通常使用的条纹图案，这种排列可有效抑制器件体二极管的双极通电，同时将单极操作的上限提高到电流面积的大约两倍，即使占用相同的SBD安装面积也是如此[5]。与条纹阵列相比，通道密度也有所提高，且单位面积的导通电阻较低，降低了约20%至30%[5]。性能的改进和低导通电阻，加上同时能够保持对反向导通操作的可靠性，将节省用于电机控制的逆变器（如汽车牵引逆变器）的能耗。
降低SiC MOSFET中的导通电阻会导致短路期间流过MOSFET的电流过大[6]，从而降低短路耐久性。增强嵌入式SBD的导通以提高反向导通操作的可靠性也会增加短路期间的电流泄漏，从而再次降低短路耐久性。新的裸片具有较深的屏障结构[7]，可在短路状态下抑制MOSFET中的过电流和SBD中的漏电流，从而提高其耐用性，同时保持对反向导通操作的出色可靠性。
用户可以对裸片进行定制以满足其特定的设计需求，并实现针对其应用的解决方案。
Toshiba预计将于2025年提供X5M007E120的工程样品，并于2026年开始量产。同时，它将探索如何进一步改进器件特性。
Toshiba将为客户提供更易用、更高性能的功率半导体，应用于能源效率至关重要的领域，例如用于电机控制的逆变器和电动汽车的功率控制系统，从而为实现脱碳社会做出贡献。
注：
[1] 未封装的芯片产品。
[2] 将电池供电的直流电转换为交流电并控制电动汽车(EV)或混合动力汽车(HEV)中电机的设备。
[3] 当正向电压施加到漏极和源极之间的pn二极管时的双极操作。
[4] 由于电路中的电流回流，电流从源极流向MOSFET漏极的操作。
[5] 与使用条纹图案的Toshiba产品相比。
[6] 与正常开关操作期间的短时导通相比，在控制电路故障等异常模式下发生长期导通的现象。需要坚固耐用，且在短路操作一定时间内不会失效。
[7] 器件结构的一个元件，用于控制由于高电压引起的高电场。它会显著影响器件的性能。
应用
- 汽车牵引逆变器
特性
- 低导通电阻和高可靠性
- 用于汽车的裸片
- 符合AEC-Q100标准
- 漏源电压额定值：VDSS=1200V
- 漏极电流(DC)额定值：ID=(229)A[8]
- 低导通电阻：
RDS(ON)=7.2mΩ（典型值）(VGS=+18V, Ta=25°C)
RDS(ON)=12.1mΩ（典型值）(VGS=+18V, Ta=175°C)
注
[8] 暂定值
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主要规格 |
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（Ta=25°C，除非另有说明） |
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部件编号 |
X5M007E120 |
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封装 |
Toshiba封装名称 |
2-7Q1A |
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尺寸(mm) |
典型值 |
6.0×7.0 |
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绝对 最大 额定值 |
漏源电压VDSS (V) |
1200 |
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栅极-源极电压VGSS (V) |
+25/-10 |
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漏极电流(DC) ID (A) |
(229)[8] |
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漏极电流（脉冲）ID Pulse (A) |
(458)[8] |
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通道温度Tch (°C) |
175 |
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电气 特性 |
栅极阈值电压 Vth (V) |
VDS =10V, ID =16.8mA |
典型值 |
4.0 |
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漏源 导通电阻 RDS(on) (mΩ) |
ID =50A, VGS =+18V |
典型值 |
7.2 |
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ID =50A, VGS =+18V, Ta =175°C |
典型值 |
12.1 |
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正向电压 VSD (V) |
ISD =50A, VGS =-5V |
典型值 |
-1.21 |
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正向电压 VSD (V) |
ISD =50A, VGS =-5V, Ta =175°C |
典型值 |
-1.40 |
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内部栅极电阻 rg (Ω) |
漏极开路， f=1MHz |
典型值 |
3.0 |
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Toshiba开始提供具有低导通电阻和高可靠性、用于汽车牵引逆变器的裸片1200V SiC MOSFET的试样
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SiC功率器件
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关于Toshiba Electronic Devices & Storage Corporation
Toshiba Electronic Devices & Storage Corporation是先进半导体和存储解决方案的领先供应商，凭借半个多世纪的经验和创新，为客户和业务合作伙伴提供卓越的分立半导体、系统LSI和HDD产品。
该公司在全球拥有19,400名员工，以实现产品价值最大化，与客户密切合作共创价值和开拓新市场为宗旨。该公司以建设并促进更美好的未来，让全世界的所有人受益为目标。
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