Trench MOS 구조 채용으로, 트레이트 오프 관계인 VF와 IR을 기존품 대비 대폭 개선
100V 내압으로 업계 최고 수준※의 trr을 실현한 SBD 「YQ 시리즈」 개발
차량용 LED 헤드램프 등 고속 스위칭 어플리케이션에 최적

※2023년 12월 27일 현재 로옴 조사

2023년 12월 27일

＜개요＞

Packages
스위칭 시의 손실 비교

로옴 주식회사 (본사 : 교토)는 자동차 / 산업 / 민생기기 등의 전원 회로 및 보호 회로용으로, trr※1을 업계 최고 수준으로 고속화한 100V 내압 쇼트키 배리어 다이오드 (이하, SBD) 「YQ 시리즈」를 개발하였습니다.
「YQ 시리즈」는 다양한 회로에 대응 가능한 4종류의 기존 SBD 시리즈에 이어, 새로운 시리즈로서 로옴의 다이오드 중에서는 처음으로 Trench MOS 구조를 채용하였습니다. 독자적인 구조 설계를 통해 업계 최고 수준의 trr (15ns)을 실현하여, Trench MOS 구조를 채용한 일반품 대비, trr 자체의 손실을 약 37％, 스위칭 손실 전체를 약 26％ 삭감하여, 어플리케이션의 저소비전력화에 기여합니다. 또한, Trench MOS 구조 채용으로 순방향 인가 시에 손실이 되는 VF※2와 역방향 인가 시에 손실이 되는 IR※3을 모두 Planar 구조의 기존 SBD에 비해 개선하였습니다. 이에 따라, 정류 용도 등의 순방향으로 사용할 때의 전력 손실과 SBD에서 가장 우려되는 열폭주※4 리스크를 저감합니다. 이러한 특징으로, 발열이 발생하기 쉬운 차량용 LED 헤드램프의 구동 회로 및 xEV용 DC-DC 컨버터 등 고속 스위칭 어플리케이션에 최적입니다.
신제품은 2023년 12월부터 전 제품 양산을 개시 (샘플 가격 : 300엔~ / 개, 세금 불포함) 하였으며, 샘플은 CoreStaff, Chip 1 Stop 등 온라인 부품 유통 사이트에서 구입이 가능합니다.

＜배경＞

종류가 다양한 다이오드 중에서도 고효율인 SBD는 각종 어플리케이션에서 채용이 증가하고 있습니다. 특히, Trench MOS 구조의 SBD는 Planar 구조의 SBD에 비해 VF가 낮아지므로 정류 용도 등에서 고효율을 실현할 수 있습니다. 반면에 일반적인 Trench MOS 구조의 경우, trr은 Planar 구조보다 악화되므로 스위칭 용도로 사용할 때 전력 손실이 커진다는 과제가 있었습니다. 로옴은 이러한 과제에 대응하여, 독자적인 Trench MOS 구조를 채용함으로써 트레이드 오프 관계인 VF와 IR을 동시에 저감하였으며, 업계 최고 수준의 trr도 실현한 YQ 시리즈를 개발하였습니다. 앞으로도 로옴은 저내압에서 고내압까지 반도체 디바이스의 품질 향상을 위해 노력함과 동시에, 특징 있는 라인업 강화를 추진하여 어플리케이션의 한차원 높은 소형화와 저소비전력화에 기여해 나갈 것입니다.

로옴의 파워 SBD 라인업
Trench MOS 구조 일반품과 신제품의 trr 비교

＜SBD의 Trench MOS 구조＞

Trench MOS 구조는 에피 웨이퍼 층에 폴리 실리콘으로 Trench를 형성한 구조로, 전계 집중을 완화할 수 있습니다. 이에 따라 에피 웨이퍼 층의 저저항화가 가능하여, 순방향 인가 시 Low VF화를 실현합니다. 또한, 역방향 인가 시에는 전계 집중을 완화할 수 있으므로 Low IR화를 실현합니다. 「YQ 시리즈」는 이러한 Trench MOS 구조를 채용하여, 기존품 대비 VF를 약 7％, IR을 약 82% 개선하였습니다.
그러나 일반적인 Trench MOS 구조의 경우, 기생 용량 (디바이스 속 저항 성분)이 커지게 되어 Planar 구조에 비해 trr이 악화됩니다. 「YQ 시리즈」는 VF와 IR을 개선함과 동시에, 독자적인 구조 설계를 통해 업계 최고 수준의 trr (15ns)을 달성하였습니다. 스위칭 시의 손실을 약 26％ 저감할 수 있으므로 어플리케이션의 저소비전력화에 기여합니다.

Trench MOS 구조

＜어플리케이션 예＞

・차량용 LED 헤드램프　  ・xEV용 DC-DC 컨버터
・산업기기 전원　　　　　・조명

＜라인업＞

패키지
패키지 사이즈
mm[inch]		 민생기기용 품명 데이터
시트		 자동차기기용 품명
(AEC-Q101 대응)		 데이터
시트		 절대 최대 정격 전기적 특성 회로 온라인
판매
VRM
[V]		 Io
[A]		 Tj Max.
[℃] 		 VF Max.(25℃) IR Max.(25℃)
  Cond.   Cond.
PMDE
(PMDE)
2513[1005]		 NewYQ1VWM10A PDF NewYQ1VWM10ATF PDF 100 1 175 0.70V IF=1A 6μA VR=100V 싱글 ✓
NewYQ2VWM10B PDF NewYQ2VWM10BTF PDF 2 0.77V IF=2A 10μA ✓
PMDU
SOD-123FL
(PMDU)
3516[1408]		 NewYQ2MM10A PDF NewYQ2MM10ATF PDF 100 2 175 0.77V IF=2A 10μA VR=100V 싱글 ✓
NewYQ3MM10B PDF NewYQ3MM10BTF PDF 3 IF=3A 15μA ✓
PMDTM
SOD-128
(PMDTM)
4725[1910]		 NewYQ2LAM10B PDF NewYQ2LAM10BTF PDF 100 2 175 0.67V IF=2A 15μA VR=100V 싱글 ✓
NewYQ3LAM10D PDF NewYQ3LAM10DTF PDF 3 0.64V IF=3A 30μA ✓
NewYQ5LAM10C PDF NewYQ5LAM10CTF PDF 5 0.77V IF=5A 25μA ✓
NewYQ5LAM10D PDF NewYQ5LAM10DTF PDF 0.73V 30μA ✓
NewYQ5LAM10E PDF NewYQ5LAM10ETF PDF 0.61V 50μA ✓
TO-277GE
TO-277A
(TO-277GE)
6546[2618]		 NewYQ3RSM10SD PDF NewYQ3RSM10SDTF* PDF 100 3 175 0.64V IF=3A 30μA VR=100V 싱글 ✓
NewYQ5RSM10SD PDF NewYQ5RSM10SDTF* PDF 5 0.77V IF=5A 25μA ✓
NewYQ8RSM10SD PDF NewYQ8RSM10SDTF* PDF 8 0.67V IF=8A 60μA ✓
NewYQ10RSM10SD PDF NewYQ10RSM10SDTF* PDF 10 IF=10A 80μA ✓
NewYQ12RSM10SD PDF NewYQ12RSM10SDTF* PDF 12 IF=12A 90μA ✓
NewYQ15RSM10SD PDF NewYQ15RSM10SDTF* PDF 15 0.68V IF=15A 100μA ✓
TO-252M/TO-252GE
TO-252AA
(TO-252M / TO-252GE)
10066[3926]		 NewYQ20BGE10SD PDF - - 100 20 150 0.86V IF=20A 80μA VR=100V 싱글 ✓
- - NewYQ20BM10SDFH PDF ✓
TO-263AB
TO-263AB
(TO-263L)
151101[5940]		 ☆YQ20NL10SD PDF ☆YQ20NL10SDFH PDF 100 20 150 0.96V IF=20A 70μA VR=100V 싱글 -
NewYQ20NL10SE PDF NewYQ20NL10SEFH PDF 0.86V 80μA ✓
☆YQ30NL10SD PDF ☆YQ30NL10SDFH PDF 30 0.99V IF=30A 95μA -
NewYQ30NL10SE PDF NewYQ30NL10SEFH PDF 0.86V 150μA ✓
NewYQ20NL10CD PDF NewYQ20NL10CDFH PDF 20 0.71V IF=10A 70μA 캐소드
커먼
듀얼		 ✓
☆YQ30NL10CD PDF ☆YQ30NL10CDFH PDF 30 0.72V IF=15A 100μA -
☆YQ40NL10CD PDF ☆YQ40NL10CDFH PDF 40 IF=20A 160μA -
☆YQ60NL10CD PDF ☆YQ60NL10CDFH PDF 60 0.77V IF=30A 200μA -

・패키지의 ( )는 ROHM 패키지입니다.

☆ : 개발중
*이번 릴리스 및 온라인 판매하는 TO-277GE 패키지 제품은 카 인포테인먼트 · Body용 사양입니다.
 각 품명 모두, 동일 품명으로 파워 트레인 등에 탑재 가능한 사양도 준비중이며, 2024년 9월부터 양산을 개시할 예정입니다.
 (상기 품명 뒤의 「포장 기호」가 상이함)

＜서포트 페이지 및 자료 정보＞

로옴의 공식 Web에서는 회로에서의 우위성을 설명한 어플리케이션 노트 및 신제품을 비롯한 SBD 각 시리즈의 특징을 게재한 화이트페이퍼를 공개하고 있습니다. SBD 제품 페이지는 내압 조건 등을 입력하여 제품의 조건 검색도 가능하므로 설계 시 제품 선정이 용이합니다. 자세한 사항은 하기 URL을 참조하여 주십시오.
■로옴의 SBD 제품 페이지
https://www.rohm.co.kr/products/diodes/schottky-barrier-diodes

■어플리케이션 노트
「자동차기기용 소형 · 고효율 쇼트키 배리어 다이오드 「YQ 시리즈」의 우위성 (영문판)」
https://fscdn.rohm.com/en/products/databook/applinote/discrete/diodes/yq_sbd_automotive_an-e.pdf

■화이트페이퍼
자동차, 산업, 민생기기의 소형화 · 저손실화에 기여하는 로옴의 SBD 라인업 (영문판)
https://fscdn.rohm.com/en/products/databook/white_paper/discrete/diodes/sbd_lineup_wp-e.pdf

＜온라인 판매 정보＞

판매 사이트 : CoreStaff, Chip 1 Stop
온라인 부품 유통 사이트에서 순차적으로 판매 예정
대상 품번 : 라인업 표에 기재

1개부터 구입 가능

  • CoreStaff
  • Chip 1 Stop

＜용어 설명＞

※1 : 역회복 시간 trr (Reverse Recovery Time)
스위칭 다이오드가 ON 상태에서 완전한 OFF 상태가 되기까지 소요되는 시간. 이 수치가 낮을수록 스위칭 시의 손실이 적어진다.
※2 : 순방향 전압 VF (Forward Voltage)
전기가 플러스에서 마이너스 방향으로 흐를 때 발생하는 전압 강하. 이 수치가 낮을수록 고효율화에 기여한다.
※3 : 역방향 전류 IR (Reverse Current)
역방향으로 전압을 인가할 때 발생하는 역방향 전류. 이 수치가 낮을수록 소비전력 (역전력 손실)이 적다.
※4 : 열폭주
다이오드의 역방향 인가 시, 내부의 칩 발열이 패키지의 방열치를 초과함에 따라 IR이 증대하여 최종적으로 파괴에 이르는 현상. IR이 높은 SBD에서는 특히 열폭주가 발생하기 쉬우므로, 회로 설계 시 주의가 필요하다.

＜제품 소개 영상＞

＜신제품 프레젠테이션 "Featured Products"＞

Featured Products
100V 내압
고성능 쇼트키 배리어 다이오드
YQ 시리즈 (PDF : 1.5MB)