[제품리뷰] 로옴, 4단자 패키지 채용한 SiC MOSFET 개발

  • 2019-09-18
  • 박종배 기자, jbpark@elec4.co.kr

기존품 대비 스위칭 손실 35% 저감

로옴(ROHM) 주식회사는 고효율이 요구되는 서버용 전원 및 태양광 인버터, 전동차의 충전 스테이션 등에 최적인 트렌치 게이트 구조 SiC MOSFET (SCT3xxx xR 시리즈) 6기종(650V / 1200V 내압)을 개발했다.

                    

이번에 개발한 시리즈는 SiC MOSFET가 지닌 고속 스위칭 성능을 최대한으로 발휘시킬 수 있는 4단자 패키지(TO-247-4L)를 채용했다. 이에 따라, 기존의 3단자 패키지(TO-247N) 대비 스위칭 손실을 약 35% 저감하여, 각종 기기의 저소비전력화에 기여한다.

또한, SiC 디바이스의 구동에 최적인 로옴의 게이트 드라이버 IC(BM6101FV-C) 및 각종 전원 IC, 디스크리트 제품을 탑재한 SiC MOSFET 평가 보드(P02SCT3040KR-EVK-001)도 제공함으로써, 디바이스 평가를 간단히 실시할 수 있는 솔루션을 제안하고 있다.

이 시리즈는 8월부터 월 50만개의 생산 체제로 순차적 양산을 개시(샘플 가격: 2,100엔~)했다. 생산 거점은 로옴 아폴로 주식회사 (후쿠오카)다. 

어떻게 만들게 됐나

최근, AI 및 IoT의 도입에 따라, 클라우드 서비스에 대한 요구가 높아지고 있으며, 전 세계적으로 데이터센터의 수요가 확대되고 있다. 데이터 센터 등에서 사용되는 서버의 경우, 대용량화 및 고성능화가 추진됨에 따라, 소비전력량을 얼마나 저감할 수 있는지가 과제로 떠오르고 있다.

한편, 지금까지 서버의 전력 변환 회로에서는 실리콘 (Si) 디바이스가 주류를 이루고 있었지만, 한층 더 손실이 적은 SiC 디바이스가 주목을 받고 있다. 특히 TO-247-4L 패키지를 채용한 SiC MOSFET는 기존 패키지에 비해 스위칭 손실을 저감할 수 있으므로, 서버 및 기지국, 태양광 발전 등의 고출력 어플리케이션에서의 채용이 기대되고 있다.



로옴은 2015년에 세계 최초로 트렌치 게이트 구조를 채용한 SiC MOSFET의 양산화에 성공하는 등, 업계를 선두하여 제품 개발을 추진해 왔다. 이번에 새롭게 개발한 650V / 1200V 내압의 저손실 SiC MOSFET를 비롯하여, 앞으로도 혁신적인 디바이스 개발을 추진해 나가고자 한다. 또한, SiC 구동에 최적인 게이트 드라이버 IC 등을 포함한 솔루션 제안을 통해, 각종 기기의 저소비전력화에 한층 더 기여해 나갈 것이다.

어떤 특징 있나

4단자 패키지 채용으로, 스위칭 손실 약 35% 저감


기존의 3단자 패키지 (TO-247N)는, 소스 단자가 지닌 인덕턴스 성분으로 인해 게이트 전압이 저하되어, 스위칭 속도가 지연되는 원인이 되었다.

이번에 개발한 SCT3xxx xR 시리즈에서 채용한 4단자 패키지 (TO-247-4L)는 파워 소스 단자와 드라이버 소스 단자를 분리할 수 있어, 인덕턴스 성분으로 인한 영향을 억제할 수 있다. 이에 따라, SiC MOSFET의 고속 스위칭 성능을 최대화할 수 있으며, 특히 turn-on 시의 손실이 대폭 개선된다. Turn-on 손실과 turn-off 손실을 통틀어, 기존품 대비 약 35%의 손실 저감이 가능하다.




 
라인업

SCT3xxx xR 시리즈는 트렌치 게이트 구조를 채용한 SiC MOSFET이다.
이번에 650V 제품 3기종, 1200V 제품 3기종으로, 총 6기종을 새롭게 개발했다.



어플리케이션

서버, 기지국, 태양광 인버터, 축전 시스템, 전동차의 충전 스테이션 등

평가 보드 정보

SiC MOSFET 평가 보드 「P02SCT3040KR-EVK-001」은 SiC 디바이스의 구동에 최적인 로옴의 게이트 드라이버 IC (BM6101FV-C) 및 각종 전원 IC, 디스크리트 제품을 탑재하여, 디바이스 평가를 간단히 실시할 수 있다. 동일 조건에서의 평가 환경을 제공하기 위해, TO-247-4L 패키지 제품뿐만 아니라 TO-247N 제품의 실장도 가능하다. 본 평가 보드를 사용함으로써 더블 펄스 시험, Boost 회로, 2레벨 인버터, 동기정류 타입 Buck 회로 등의 평가가 가능하다.


 

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