半導體製造商ROHM推出600V耐壓超接合面 MOSFET「PrestoMOS」系列產品,號稱能在保持業界最快反向恢復時間的同時,提高設計靈活度,非常適用於空調、冰箱等生活家電的馬達驅動以及EV充電樁,而該「R60xxJNx系列」產品群於近期又新增共30種機型。

此次研發的新系列產品與傳統產品同樣利用了ROHM獨有的LifeTime控制技術,實現了業界最快的反向恢復時間(trr)。與IGBT相比,輕負載時的功耗成功減少了58%左右。另外,透過提高導通MOSFET所需要的電壓基準,可以避免發生造成損耗增加原因之一的誤開啟(Self Turn-on)現象。不僅如此,還透過最佳化內建二極體的特性,改善了超接合面MOSFET特有的軟恢復指數,可減少引發誤動作的雜訊干擾。透過減少這些阻礙使用者實行最佳化電路時的障礙,以提高設計靈活度。

據瞭解,在全球的功率需求中,近50%用於馬達驅動,隨著生活家電在新興國家的普及,馬達驅動帶來的功率消耗量預計會逐年增加。一般來說,包括空調和冰箱在內,生活家電多使用變頻電路進行馬達驅動,而變頻電路的開關元件通常會使用IGBT。然而,近年來在節能性能需求高漲的大趨勢下,可有效降低裝置穩定運行時功耗的MOSFET正在逐步取代IGBT。

在這種背景下,ROHM於2012年成為第一家開始量產以業界最快反向恢復特性為特點的功率MOSFET PrestoMOS,且由於該系列產品可大大降低應用的功耗,因此受到市場的高度好評。Presto表示「極快」,是源自於義大利語的音樂術語。通常MOSFET具有快速開關以及在低電流範圍的低導通損耗的優勢。例如,用於空調的情況下,非常有助於穩定運轉時實現低功耗。PrestoMOS正是在低電流範圍實現低功耗、以最快trr為特點的功率MOSFET。

開關速度的高速化與誤開啟現象、雜訊干擾是相悖的,使用者在電路設計時需要透過調整閘極電阻來進行最佳化。與一般的MOSFET相比,ROHM的R60xxJNx系列已經採取了針對誤開啟現象以及雜訊的對策,有助於提高設計靈活度。新系列產品透過最佳化MOSFET結構上存在的寄生電容,將開關時的額外閘極電壓降低了20%。另外,使MOSFET導通所需的閾值電壓(Vth)增加了約1.5倍,是「不易產生誤開啟現象的設計」。因此,擴大了用戶透過閘極電阻來進行損耗調節的範圍。

一般來說,超接合面MOSFET的內建二極體的恢復特性為硬恢復。然而,ROHM的R60xxJNx系列,透過最佳化結構,與傳統產品相比,新產品的軟恢復指數改善了30%,不僅保持了最快的反向恢復時間,還成功減少了雜訊干擾。因此,用戶可更輕易地透過閘極電阻來調節雜訊干擾。