JAJY139 November   2023

 

  1.   1
  2.   概要
  3.   概要
  4.   高電圧である理由
  5.   部品の技術革新によるワイド バンドギャップ FET 性能の最適化
  6.   最適なゲート ドライバの選択
  7.   適切なコントローラの選択
  8.   トポロジの技術革新による電力密度の最大化
  9.   システム レベルの技術革新による高い効率目標の達成
  10.   EMI の課題への対処
  11.   まとめ
  12.   その他の資料

部品の技術革新によるワイド バンドギャップ FET 性能の最適化

シリコン カーバイド (SiC) MOSFET や窒化ガリウム (GaN) FET などのワイド バンドギャップ FET は、シリコン MOSFET よりも高効率をもたらし、図 1 に示すように、シリコン MOSFET と同じ電圧レベルにおいて、オン抵抗が低いだけでなく、逆回復電荷 (Qrr) が非常に低いか、または全くありません。

GUID-20231004-SS0I-4PXL-QW5R-XZ924ZHTQ5QC-low.jpg図 1 理論上のオン抵抗とブロッキング電圧の関係

さらに、ゲート電荷 (Qg) や出力容量 (Coss) を含む他のほとんどすべての寄生容量は、シリコン MOSFET よりもワイド バンドギャップ FET の方がはるかに低くなっています。そのため、スイッチング速度が非常に速くなり、スーパージャンクション シリコン MOSFET のスルーレートが 80V/ns 未満であるのに対し、150V/ns 以上となります。スイッチング速度が速くなると、パワー スイッチのオン / オフに要する時間が短くなり、スイッチング損失が減少します。