4단자 패키지를 채용한 SiC MOSFET 「SCT3xxx xR 시리즈」 개발
기존품 대비 스위칭 손실을 35% 저감하여, 기기의 저소비전력화에 기여

2019년 9월 18일

<개요>

로옴 주식회사 (본사 : 교토)는 고효율이 요구되는 서버용 전원 및 태양광 인버터, 전동차의 충전 스테이션 등에 최적인 트렌치 게이트 구조※1) SiC MOSFET 「SCT3xxx xR 시리즈」 6기종 (650V / 1200V 내압)을 개발하였습니다.
이번에 개발한 시리즈는 SiC MOSFET가 지닌 고속 스위칭 성능을 최대한으로 발휘시킬 수 있는 4단자 패키지 (TO-247-4L)를 채용하였습니다. 이에 따라, 기존의 3단자 패키지 (TO-247N) 대비 스위칭 손실을 약 35% 저감하여, 각종 기기의 저소비전력화에 기여합니다.
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 있습니다.
본 시리즈는 8월부터 월 50만개의 생산 체제로 순차적 양산을 개시 (샘플 가격 : 2,100엔~, 세금 불포함)하였습니다. 생산 거점은 로옴 아폴로 주식회사 (후쿠오카)입니다. 또한, 본 시리즈 및 평가 보드는 온라인 부품 유통 사이트에서 구입이 가능합니다.

<배경>

최근, AI 및 IoT의 도입에 따라, 클라우드 서비스에 대한 요구가 높아지고 있으며, 전 세계적으로 데이터센터의 수요가 확대되고 있습니다. 데이터 센터 등에서 사용되는 서버의 경우, 대용량화 및 고성능화가 추진됨에 따라, 소비전력량을 얼마나 저감할 수 있는지가 과제로 떠오르고 있습니다. 한편, 지금까지 서버의 전력 변환 회로에서는 실리콘 (Si) 디바이스가 주류를 이루고 있었지만, 한층 더 손실이 적은 SiC 디바이스가 주목을 받고 있습니다. 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 있습니다.
로옴은 2015년에 세계 최초로 트렌치 게이트 구조를 채용한 SiC MOSFET의 양산화에 성공하는 등, 업계를 선두하여 제품 개발을 추진해 왔습니다. 이번에 새롭게 개발한 650V / 1200V 내압의 저손실 SiC MOSFET를 비롯하여, 앞으로도 혁신적인 디바이스 개발을 추진해 나가고자 합니다. 또한, SiC 구동에 최적인 게이트 드라이버 IC 등을 포함한 솔루션 제안을 통해, 각종 기기의 저소비전력화에 한층 더 기여해 나가겠습니다.

<특징>

4단자 패키지 (TO-247-4L) 채용으로, 스위칭 손실 약 35% 저감

기존의 3단자 패키지 (TO-247N)는, 소스 단자가 지닌 인덕턴스 성분※2)으로 인해 게이트 전압이 저하되어, 스위칭 속도가 지연되는 원인이 되었습니다.
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 있습니다. 이에 따라, SiC MOSFET의 고속 스위칭 성능을 최대화할 수 있으며, 특히 turn-on 시의 손실이 대폭 개선됩니다. Turn-on 손실과 turn-off 손실을 통틀어, 기존품 대비 약 35%의 손실 저감이 가능합니다.

<라인업>

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

품명 드레인 - 소스
전압
VDS[V]
드레인 - 소스
ON 저항
RDS(on)@25℃
[mΩ(typ.)]
드레인
전류
ID@25℃
[A]
드레인
손실
PD
[W]
동작온도
범위
[℃]
패키지

SCT3030AR
650 30 70 262 -55~+175 TO-247-4L

SCT3060AR
60 39 165

SCT3080AR
80 30 134

SCT3040KR
1200 40 55 262

SCT3080KR
80 31 165

SCT3105KR
105 24 134

<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 있습니다. 동일 조건에서의 평가 환경을 제공하기 위해, TO-247-4L 패키지 제품뿐만 아니라 TO-247N 제품의 실장도 가능합니다. 본 평가 보드를 사용함으로써 더블 펄스 시험, Boost 회로, 2레벨 인버터, 동기정류 타입 Buck 회로 등의 평가가 가능합니다.

판매 개시 시기 : 2019년 8월부터
평가 보드 품번 : P02SCT3040KR-EVK-001
온라인 판매 사이트 : chip 1 stop, Corestaff, RS Components
(Digi-key, Mouser 등 기타 부품 유통 사이트에서도 순차 발매 예정입니다.)
서포트 페이지 : https://www.rohm.co.kr/power-device-support

P02SCT3040KR-EVK-001 평가 보드

<용어 설명>

※1  트렌치 게이트 구조
Trench는 도랑을 의미한다. 칩 표면에 홈을 형성하여, 그 측벽에 MOSFET의 게이트를 형성한 구조이다. Planar 타입 MOSFET에 구조상 존재하는 JFET 저항이 존재하지 않으므로, Planar 구조보다 미세화가 가능하여 SiC 재료 본래의 성능에 가까운 ON 저항을 기대할 수 있다.
※2  인덕턴스 성분
전류를 변화시킬 때 전자 유도로 인해 발생하는 기전력의 크기를 나타내는 양을 뜻함.

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