Toshiba เริ่มจัดส่งตัวอย่างขั้นทดสอบของ MOSFET ซิลิคอนคาร์ไบด์ (SiC) 1200V แบบดายเปลือยที่มีความต้านทานขณะทำงานต่ำและมีความเสถียรสูงสำหรับใช้ในอินเวอร์เตอร์ฉุดลากยานยนต์

คาวาซากิ ประเทศญี่ปุ่น–(BUSINESS WIRE)–12 พฤศจิกายน 2024

Toshiba Electronic Devices & Storage Corporation (หรือ Toshiba) ได้พัฒนา “X5M007E120” ซึ่งเป็น MOSFET ซิลิคอนคาร์ไบด์ (SiC) 1200V แบบดายเปลือย[1] สำหรับอินเวอร์เตอร์ฉุดลากยานยนต์ [2] พร้อมโครงสร้างที่เป็นนวัตกรรมใหม่ที่ให้ความต้านทานขณะทำงานต่ำและให้ความเสถียรสูง โดยได้มีการจัดส่งตัวอย่างขั้นทดสอบเพื่อให้ลูกค้าประเมินแล้วในขณะนี้

ความเสถียรของ MOSFET ซิลิคอนคาร์ไบด์แบบทั่วไปจะลดลงในกรณีที่ความต้านทานขณะทำงานเพิ่มขึ้นเมื่อไดโอดของตัวอุปกรณ์ได้รับพลังงานแบบไบโพลาร์[3] ระหว่างการทำงานแบบนำกระแสไฟฟ้าย้อนกลับ[4] ซึ่ง MOSFET ซิลิคอนคาร์ไบด์ของ Toshiba ลดปัญหานี้ด้วยโครงสร้างอุปกรณ์ที่ฝังไดโอดแบริเออร์ Schottky (SBD) ลงใน MOSFET เพื่อปิดการทำงานไดโอดของตัวอุปกรณ์ แต่การวางตำแหน่ง SBD บนชิปจะลดพื้นที่สำหรับช่องกระแสไฟฟ้าที่จะกำหนดความต้านทานของ MOSFET ขณะนำกระแสไฟฟ้า และเพิ่มความต้านทานขณะทำงานของชิป

SBD ที่ฝังอยู่ใน X5M007E120 จะถูกจัดเรียงในรูปแบบร่องสลับแทนการจัดเรียงรูปแบบแถบที่มักจะใช้โดยทั่วไป ซึ่งการจัดวางลักษณะนี้ช่วยลดการให้พลังงานไดโอดตัวอุปกรณ์แบบไบโพลาร์ได้อย่างมีประสิทธิภาพ ในขณะเดียวกันก็จะเพิ่มขีดจำกัดสูงสุดของการทำงานแบบยูนิโพลาร์เป็นสองเท่าของพื้นที่ปัจจุบันโดยประมาณ แม้ว่าจะกินพื้นที่ติดตั้ง SBD เดียวกันก็ตาม[5] นอกจากนี้ความหนาแน่นของช่องกระแสไฟฟ้ายังเพิ่มขึ้นเมื่อเทียบกับการจัดเรียงแบบแถบ ส่วนความต้านทานขณะนำงานต่อพื้นที่หน่วยจะลดลง 20% ถึง 30% โดยประมาณ[5] ประสิทธิภาพที่ดีขึ้นพร้อมกับความต้านทานขณะทำงานต่ำในขณะที่ยังคงรักษาความเสถียรในกรณีที่มีการทำงานแบบนำกระแสไฟฟ้าย้อนกลับจะช่วยให้อินเวอร์เตอร์ที่ใช้ในการควบคุมมอเตอร์ (เช่น อินเวอร์เตอร์ฉุดลากยานยนต์) ใช้พลังงานน้อยลง

การลดความต้านทานขณะทำงานของ MOSFET ซิลิคอนคาร์ไบด์จะส่งผลให้กระแสไฟฟ้าส่วนเกินไหลผ่าน MOSFET ขณะไฟฟ้าลัดวงจร[6] ซึ่งจะลดความทนทานต่อไฟฟ้าลัดวงจร การเพิ่มการนำกระแสไฟฟ้าของ SBD ที่ฝังเพื่อเพิ่มความเสถียรเมื่อมีการทำงานแบบนำกระแสไฟฟ้าย้อนกลับยังส่งผลให้มีกระแสไฟฟ้ารั่วไหลเพิ่มขึ้นขณะไฟฟ้าลัดวงจรด้วย ซึ่งแน่นอนว่าเป็นการลดความทนทานต่อไฟฟ้าลัดวงจร ดายเปลือยแบบใหม่นี้มีโครงสร้างแบริเออร์แบบลึก[7]  ที่ช่วยลดกระแสไฟฟ้าส่วนเกินใน MOSFET และกระแสไฟฟ้ารั่วไหลใน SBD ในระหว่างไฟฟ้าลัดวงจร ช่วยเพิ่มความทนทานในขณะที่ยังคงรักษาความเสถียรในกรณีที่มีการทำงานแบบนำกระแสไฟฟ้าย้อนกลับได้อย่างยอดเยี่ยม

ผู้ใช้สามารถปรับแต่งดายเปลือยให้ตรงกับความต้องการด้านการออกแบบของตนโดยเฉพาะและนำโซลูชันไปปรับใช้ตามจุดมุ่งหมายของตนได้

Toshiba คาดการณ์ว่าจะจัดส่งตัวอย่างทางวิศวกรรมของ X5M007E120 ในปี 2025 และจะเริ่มการผลิตจำนวนมากในปี 2026 โดยในระหว่างนี้ บริษัทจะสำรวจความเป็นไปได้ในการปรับปรุงลักษณะเฉพาะของอุปกรณ์เพิ่มเติม

Toshiba จะร่วมสร้างสังคมปลอดคาร์บอนด้วยการมอบเซมิคอนดักเตอร์กำลังที่ใช้งานง่ายและมีประสิทธิภาพสูงยิ่งขึ้นแก่ลูกค้าในส่วนงานที่มุ่งเน้นประสิทธิภาพในการใช้พลังงานเป็นสำคัญ เช่น อินเวอร์เตอร์สำหรับควบคุมมอเตอร์ และระบบควบคุมกำลังไฟฟ้าสำหรับรถยนต์ไฟฟ้า

หมายเหตุ:
[1] ผลิตภัณฑ์ชิปแบบไม่มีบรรจุภัณฑ์
[2] อุปกรณ์ที่แปลงไฟฟ้ากระแสตรงที่ได้มาจากแบตเตอรี่เป็นไฟฟ้ากระแสสลับ และควบคุมมอเตอร์ต่างๆ ในรถยนต์ไฟฟ้า (EV) หรือรถยนต์ไฮบริด (HEV)
[3] การทำงานแบบไบโพลาร์เมื่อมีการใช้แรงดันไฟฟ้าไปข้างหน้ากับไดโอด pn ระหว่างเดรนและซอร์ส
[4] การทำงานที่กระแสไฟฟ้าไหลจากซอร์สไปยังเดรนของ MOSFET เนื่องจากกระแสไฟฟ้าในวงจรไหลย้อน
[5] เปรียบเทียบกับผลิตภัณฑ์ของ Toshiba ที่ใช้การจัดเรียงรูปแบบแถบ
[6] ปรากฏการณ์ที่เกิดการนำกระแสไฟฟ้าระยะยาวในโหมดที่ไม่ปกติ เช่น เมื่อวงจรควบคุมขัดข้อง เทียบกับการนำกระแสไฟฟ้าระยะสั้นระหว่างการทำงานเปิดปิดสวิตช์ตามปกติ ซึ่งจำเป็นต้องมีความทนทานที่สามารถทนต่อการทำงานในกรณีที่ไฟฟ้าลัดวงจรติดต่อกันระยะเวลาหนึ่งโดยไม่ล้มเหลว
[7] องค์ประกอบของโครงสร้างอุปกรณ์ที่มีไว้ควบคุมสนามไฟฟ้าแรงสูงที่เกิดขึ้นเนื่องจากไฟฟ้ามีแรงดันสูง ซึ่งเป็นส่วนที่มีผลเป็นอย่างมากต่อประสิทธิภาพของอุปกรณ์

การใช้งาน

• อินเวอร์เตอร์ฉุดลากยานยนต์

คุณสมบัติ

• มีความต้านทานขณะทำงานต่ำและมีความเสถียรสูง
• ดายเปลือยสำหรับยานยนต์
• ผ่านการรับรอง AEC-Q100
• พิกัดแรงดันไฟฟ้าระหว่างเดรนและซอร์ส: VDSS=1200V
• พิกัดกระแสไฟฟ้า (กระแสตรง) ที่เดรน: ID=(229)A[8]
• ความต้านทานขณะทำงานต่ำ:
  RDS(ON)=7.2mΩ (ปกติ) (VGS=+18V, Ta=25°C)
  RDS(ON)=12.1mΩ (ปกติ) (VGS=+18V, Ta=175°C)

หมายเหตุ
[8] ค่าโดยประมาณ

ข้อมูลจำเพาะหลัก
(Ta=25°C, เว้นแต่จะระบุเป็นอย่างอื่น)
หมายเลขชิ้นส่วน				X5M007E120
บรรจุภัณฑ์	ชื่อบรรจุภัณฑ์ของ Toshiba			2-7Q1A
	ขนาด (มม.)		ปกติ	6.0×7.0
พิกัด สูงสุด สัมบูรณ์	แรงดันไฟฟ้าระหว่างเดรนและซอร์ส VDSS (V)			1200
	แรงดันไฟฟ้าระหว่างเกตและซอร์ส VGSS (V)			+25/-10
	กระแสไฟฟ้าที่เดรน (กระแสตรง) ID (A)			(229)[8]
	กระแสไฟฟ้าที่เดรน (พัลส์) ID พัลส์ (A)			(458)[8]
	อุณหภูมิช่องกระแสไฟฟ้า Tch (°C)			175
ค่า ทางไฟฟ้า	แรงดันขีดเริ่มที่เกต Vth (V)	VDS =10V, ID=16.8mA	ปกติ	4.0
	ความต้านทานขณะทำงาน ระหว่างเดรนและซอร์ส RDS(on) (mΩ)	ID=50A, VGS =+18V	ปกติ	7.2
		ID=50A, VGS =+18V, Ta=175°C	ปกติ	12.1
	แรงดันไฟฟ้าไปข้างหน้า VSD (V)	ISD=50A, VGS =-5V	ปกติ	-1.21
	แรงดันไฟฟ้าไปข้างหน้า VSD (V)	ISD=50A, VGS=-5V, Ta=175°C	ปกติ	-1.40
	ความต้านทานที่เกตภายใน rg (Ω)	เดรนเปิด, f=1MHz	ปกติ	3.0

ดูข้อมูลเพิ่มเติมเกี่ยวกับ X5M007E120 ในข่าวประชาสัมพันธ์ฉบับเต็มได้ที่ลิงก์ด้านล่าง
Toshiba เริ่มจัดส่งตัวอย่างขั้นทดสอบของ MOSFET ซิลิคอนคาร์ไบด์ (SiC) 1200V แบบดายเปลือยที่มีความต้านทานขณะทำงานต่ำและมีความเสถียรสูงสำหรับใช้ในอินเวอร์เตอร์ฉุดลากยานยนต์

ดูข้อมูลเพิ่มเติมเกี่ยวกับอุปกรณ์กำลังไฟฟ้าซิลิคอนคาร์ไบด์ของ Toshiba ได้ที่ลิงก์ด้านล่าง
อุปกรณ์กำลังไฟฟ้าซิลิคอนคาร์ไบด์

* ชื่อบริษัท ชื่อผลิตภัณฑ์ และชื่อบริการอาจเป็นเครื่องหมายการค้าของบริษัทนั้นๆ
* ข้อมูลในเอกสารฉบับนี้ซึ่งรวมถึงราคาและข้อมูลจำเพาะของผลิตภัณฑ์ เนื้อหาของบริการ และข้อมูลติดต่อเป็นข้อมูลล่าสุด ณ วันที่ประกาศ แต่สามารถเปลี่ยนแปลงได้โดยไม่ต้องแจ้งให้ทราบล่วงหน้า

เกี่ยวกับ Toshiba Electronic Devices & Storage Corporation

Toshiba Electronic Devices & Storage Corporation ซึ่งเป็นซัพพลายเออร์ชั้นนำด้านเซมิคอนดักเตอร์และโซลูชันการจัดเก็บข้อมูลขั้นสูง ได้นำนวัตกรรมและประสบการณ์ที่สั่งสมมานานกว่าครึ่งศตวรรษมาใช้เพื่อมอบเซมิคอนดักเตอร์แบบแยกส่วน, LSI ของระบบ และผลิตภัณฑ์ฮาร์ดดิสก์ไดรฟ์ที่มีประสิทธิภาพโดดเด่นแก่ลูกค้าและพาร์ทเนอร์ธุรกิจ

พนักงานที่มีอยู่ทั่วโลกกว่า 19,400 ชีวิตล้วนมีความมุ่งมั่นที่จะเพิ่มมูลค่าของผลิตภัณฑ์ที่อยู่ในระดับสูงสุด และส่งเสริมการทำงานร่วมกับลูกค้าอย่างใกล้ชิดเพื่อร่วมกันสร้างมูลค่าและตลาดใหม่ๆ บริษัทมุ่งหวังที่จะสร้างและมีส่วนร่วมสร้างอนาคตที่ดีกว่าสำหรับผู้คนทุกหนแห่ง

เรียนรู้เพิ่มเติมได้ที่ https://toshiba.semicon-storage.com/ap-en/top.html

เนื้อหาใจความในภาษาต้นฉบับของข่าวประชาสัมพันธ์ฉบับนี้เป็นฉบับที่เชื่อถือได้และเป็นทางการ การแปลต้นฉบับนี้จึงมีจุดประสงค์เพื่ออำนวยความสะดวกเท่านั้น และควรนำไปเทียบเคียงอ้างอิงกับเนื้อหาในภาษาต้นฉบับ ซึ่งเป็นฉบับเดียวที่มีผลทางกฎหมาย

สามารถรับชมภาพในรูปแบบมัลติมีเดียได้ที่: https://www.businesswire.com/news/home/54145871/en

ข้อมูลติดต่อ

สำหรับลูกค้าที่ต้องการสอบถามข้อมูล
Power & Small Signal Device Sales & Marketing Dept.I
โทร: +81-44-548-2216
ติดต่อเรา

สำหรับสื่อที่ต้องการสอบถามข้อมูล
Chiaki Nagasawa
Digital Marketing Dept.
Toshiba Electronic Devices & Storage Corporation
semicon-NR-mailbox@ml.toshiba.co.jp

ที่มา: Toshiba Electronic Devices & Storage Corporation

.