意法半導體是首家將碳化硅功率MOSFET商用的企業,其最新產品實現業內最先進的200°C額定工作溫度,帶來能效更高且更簡化的應用設計
橫跨多重電子應用領域、全球領先的半導體供應商意法半導體(STMicroelectronics,簡稱ST;紐約證券交易所代碼:STM)發布一系列新的先進產品。新產品讓電源設計人員能夠提高太陽能逆變器和電動汽車、企業計算和工業電機驅動器等諸多應用的能效。
意法半導體率先研制出工作溫度達到200°C的高壓碳化硅(SiC)功率MOSFET。碳化硅固有屬性使其比傳統硅功率晶體管節能至少50%,而且器件本身的尺寸還可以變得更小,擊穿電壓變得更高。這項技術被視為系統能效、微型化和成本優化連續改進的一項重要開發。
計算機房和數據中心居高不下的用電成本讓能效成為許多IT管理高層首要關注的問題。用碳化硅器件代替普通硅開關,有助于提高大功率電源的能源利用率(PUE,Power Usage Effectiveness),PUE是衡量數據中心能效的指標。根據電腦產業拯救氣候行動組織(CSCI,Climate Savers Computing Initiative)預測,到2015年,高能效網絡系統設備可節省能源開支50億美元,減少二氧化碳排放量3800萬噸。
碳化硅MOSFET晶體管還能用于太陽能逆變電源,代替傳統的高壓硅IGBT(絕緣柵雙極晶體管),將太陽電池的直流電轉變成交流電并入電網,無需任何特殊的驅動電路。此外,因為工作頻率高于IGBT,碳化硅MOSFET可縮減電源設備的其它元器件的尺寸,從而降低電源成本,提高能效。
在電動汽車領域,碳化硅器件有望大幅提高能效,降低汽車動力系統的尺寸。作為美國能源部與汽車工業的合作組織,美國汽車動力系統電氣電子技術研發小組呼吁,到2020年,將汽車動力系統能耗降低大約二分之一,同時降低尺寸至少20%。該小組的開發路線圖計劃將寬帶隙半導體材料即碳化硅技術列為提高功率轉換效率的重點技術,并使該項技術能夠在更高的工作溫度下更安全可靠地工作。與普通硅器件和競爭對手的碳化硅MOSFET相比,意法半導體的碳化硅器件耐溫性能更高(200°C),從而有助于簡化汽車冷卻系統的設計。
意法半導體的新產品1200V碳化硅功率MOSFETSCT30N120的樣片已經上市,計劃于2014年6月投入量產。新產品采用意法半導體獨有的HiP247封裝,該封裝外形尺寸與工業標準封裝相同,尤其針對耐高溫性能進行了優化設計。
SCT30N120的主要產品特性:
· 通態電阻(RDS(ON)):
. 在25°C時,典型值為80mΩ
. 最高溫度至200°C的整個工作溫度范圍內,典型值≤100mΩ
· 低關斷能量和柵電荷(確保高能效和高速開關操作)
· 泄漏電流典型值低于10μA(比相同材料的其它器件提升系統能效和可靠性)
· 快速且穩健的基板原生二極管(節省外部續流二極管,降低成本和尺寸)
· 簡化柵驅動電路(降低網絡驅動成本)
· 最高工作溫度高達200°C(縮減印刷電路板尺寸,簡化熱管理系統設計)