Toshiba livre les premiers échantillons de MOSFET SiC 1200 V sous forme de puce nue
Ces nouveaux composants offrent une faible résistance et une grande fiabilité pour les onduleurs de traction automobile.
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Toshiba Electronics Europe GmbH a développé de nouveaux MOSFET en carbure de silicium (SiC) 1200 V avec une faible résistance à l'état passant (RDS(ON)) et des niveaux de fiabilité élevés. Ces dispositifs sont particulièrement adaptés aux applications dans les onduleurs de traction automobile. Ils sont désormais disponibles sous forme d'échantillons de test et livrés sous forme de matrice nue, ce qui permet aux clients de les personnaliser pour répondre aux besoins de leur application.
Le nouveau composant X5M007E120 bénéficie d’un procédé de fabrication qui réduit la résistance à l'état passant par unité de surface jusqu'à 30 %. Contrairement aux méthodes existantes qui utilisent une construction en bandes, ces nouveaux composants disposent les diodes à barrière Schottky (SBD) intégrées selon un motif quadrillé pour obtenir une résistance à l'état passant plus faible.
De nombreux MOSFET SiC voient leur résistance à l'état passant augmenter lorsque les diodes de corps sont activées pendant la conduction inverse, ce qui peut entraîner des problèmes de fiabilité. Les MOSFET SiC de Toshiba atténuent ce problème en empêchant les diodes de corps de fonctionner grâce à l’intégration de SBD dans les MOSFET. Cette approche permet de maintenir la résistance à l'état passant à des valeurs réduites tout en garantissant la fiabilité pendant la conduction inverse.
Les moteurs électriques consommant plus de 40 % de l'énergie électrique mondiale[1], un fonctionnement efficace est essentiel à la durabilité. Ce réagencement des SBD au sein du composant a supprimé l'excitation de la diode de corps et la limite supérieure du fonctionnement unipolaire a pratiquement doublée sans augmenter la surface de montage du SBD. De plus, la densité de canal est meilleure. Ces améliorations contribuent à l'efficacité énergétique dans les applications, notamment les onduleurs de commande de moteur.
La réduction du RDS(ON) dans un MOSFET SiC peut provoquer un flux élevé de courant en cas de court-circuit. En adoptant une structure à barrière profonde, le X5M007E120 réduit ce courant excessif dans la section MOSFET et le courant de fuite dans la section SBD en cas de court-circuit. Cela assure la durabilité dans des conditions de court-circuit tout en maintenant des niveaux élevés de fiabilité contre le fonctionnement en conduction inverse.
Le nouveau X5M007E120 a un VDSS de 1200 V et est conçu pour un courant de drain (ID) de 229 A en continu, avec 458 A en fonctionnement pulsé (ID Pulse). Le RDS(ON) est aussi bas que 7,2 mΩ et le composant peut fonctionner avec des températures de canal (Tch) aussi élevées que 175°C. Les dispositifs sont qualifiés AEC-Q100 pour les applications automobiles.
Des échantillons du nouveau X5M007E120 devraient être délivrés courant 2025, la production en série devant débuter en 2026.
Toshiba continuera de chercher des moyens d'améliorer encore les caractéristiques de ses produits. L'entreprise contribuera à la réalisation d'une société décarbonée en fournissant aux clients des semi-conducteurs de puissance pour les applications où l'efficacité énergétique est essentielle, comme les onduleurs pour le contrôle des moteurs et les systèmes de contrôle de puissance pour les véhicules électriques.
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