東芝：高いサージ電流耐量で産業用機器の高信頼性化に貢献する3300V耐圧SiC MOSFETモジュールの発売について

川崎--(BUSINESS WIRE)--（ビジネスワイヤ） -- 東芝デバイス＆ストレージ株式会社は、鉄道車両や再生可能エネルギー発電システム、電力変換システムなどの産業用機器向けに、当社第3世代のシリコンカーバイド（SiC）MOSFETチップを搭載したドレイン・ソース間電圧定格3300V、ドレイン電流 (DC) 定格800AのDual SiC MOSFETモジュール「IX800FXF2YMS4」を製品化し、ラインアップを拡充しました。新製品では、サージ電流耐量の指標の1つである電流2乗時間積 (ダイオード)（I²t）特性を製品仕様として規定しました。

近年、鉄道車両向けインバーター・コンバーター、再生可能エネルギー発電システム、産業用モーター制御機器などの産業用機器では、高効率化や小型化に加え、システムの信頼性向上に対する要求が高まっています。これらの機器のシステムでは、異常時にパワー半導体モジュールに大きなサージ電流が流れる場合があり、サージ電流に対する十分な耐量が求められています。

新製品は、搭載するSiCチップ設計の最適化により、異常時にダイオード部に流れるサージ電流に対する耐量の指標であるI²t特性として300kA²s^[注1]を実現しました。
また、ドレイン・ソース間オン電圧 (センス端子) (V_DS(on)sense)は1.4V (typ.)^[注2]と低く、導通損失を低く抑えることができます。さらに、ターンオンスイッチング損失 (E_on) は185mJ (typ.)^[注3]、ターンオフスイッチング損失 (E_off) も175mJ (typ.)^[注3]と低く、スイッチング損失を低く抑えることができます。
これらの特長により、機器の高信頼性化、高効率化、冷却装置の小型化に貢献します。

新製品は、取り付け互換性に優れたiXPLV™^[注4]パッケージを採用しています。iXPLV™パッケージは、Ag焼結接合技術を適用しており、SiCチップとの接合部の耐熱性と信頼性を高め、産業用機器で求められるチャネル温度定格175°Cを実現しています。
iXPLV™パッケージの当社SiC MOSFETモジュールは、既存製品を含めて4製品のラインアップとなりました。これにより、製品選択の幅が広がります。

当社は今後も、産業用機器向けSiC MOSFETモジュールのラインアップ拡充を進め、機器仕様や用途に応じた製品選択の幅を広げていくとともに、産業用機器の高信頼性化、高効率化、小型化に貢献していきます。

[注1] 測定条件 : T_ch(initial)=175°C、V_GS=-6V、正弦半波10ms 1パルス, F.R.=1%
[注2] 測定条件 : I_D=800A、V_GS=+20V、T_ch=25°C
[注3] 測定条件 : V_DD=1800V、I_D=800A、V_GS=+20V/-6V、C_gs=100nF、R_G(on)=1.2Ω、R_G(off)=1.2Ω、T_ch=175°C、L_S≈70nH
[注4] iXPLV™ : intelligent fleXible Package Low Voltageの略

応用機器

産業用機器

• 鉄道車両向けインバーター・コンバーター
• 再生可能エネルギー発電システム
• 電力変換システム (半導体変圧器 (SST)^[注5]、無停電電源装置 (UPS)、エネルギー貯蔵システム (ESS) など)
• 産業用モーター制御機器など

[注5] 半導体変圧器 (SST) : SSTはSolid-State Transformerの略、パワー半導体を用いて小型で高効率な電圧変換と高度な電力制御を実現する次世代変圧器

新製品の主な特長

• 電流2乗時間積 (ダイオード) 定格を規格化：I²t=300kA²s
• 低いドレイン・ソース間オン電圧 (センス端子) : V_DS(on)sense=1.4V (typ.)
• 低いスイッチング損失 : E_on=185mJ (typ.)、E_off=175mJ (typ.)
• チャネル温度定格 : T_ch=175°C
• iXPLV™パッケージを採用

新製品の主な仕様

(特に指定のない限りTc=25°C)
品番				IX800FXF2YMS4
パッケージ		名称		iXPLV™
		サイズ (mm)	Typ.	144×99.5×40
絶対最大定格	ドレイン・ソース間電圧 VDSS (V)			3300
	ゲート・ソース間電圧 VGSS (V)			+25/-10
	ドレイン電流 (DC) ID (A)			800
	ドレイン電流 (パルス) IDP (A)			1600
	チャネル温度 Tch (°C)			175
	絶縁耐圧 Visol (Vrms)	AC、60s		6000
	電流2乗時間積 (ダイオード) I^2t (kA^2s)	Tch(initial)=175°C、VGS=-6V、 正弦半波10ms 1パルス, F.R.=1%		300
電気的特性	ドレイン・ソース間オン電圧 (センス端子) VDS(on)sense (V)	ID=800A、VGS=+20V、 Tch=25°C	Typ.	1.4
	ソース・ドレイン間オン電圧 (センス端子) VSD(on)sense (V)	IS=800A、VGS=+20V、 Tch=25°C	Typ.	1.4
	ソース・ドレイン間オフ電圧 (センス端子) VSD(off)sense (V)	IS=800A、VGS=-6V、 Tch=25°C	Typ.	2.2
	寄生インダクタンス LsPN (nH)	P端子-N端子間	Typ.	12
	ターンオンスイッチング損失 Eon (mJ)	VDD=1800V、ID=800A、 VGS=+20V/-6V、 Cgs=100nF、RG(on)=1.2Ω、 RG(off)=1.2Ω、Tch=175°C、 LS≈70nH	Typ.	185
	ターンオフスイッチング損失 Eoff (mJ)		Typ.	175

新製品の詳細については下記ページをご覧ください。
IX800FXF2YMS4

当社のSiCパワーデバイスについては下記ページをご覧ください。
SiCパワーデバイス

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