Ultrakompakte 650 V SiC-MOSFETs im DFN8x8-Gehäuse von Toshiba erhöhen Leistungsdichte und Effizienz in Industrieanlagen

Toshiba Electronics Europe GmbH („Toshiba“) kündigt den Serienanlauf seiner 650 V Siliziumkarbid (SiC)-MOSFETs der 3. Generation im kompakten DFN8x8-Gehäuse für Industrieanlagen an. Dabei handelt es sich um die Modelle TW031V65C, TW054V65C, TW092V65C und TW123V65C. Ein wichtiges Merkmal des Toshiba-Prozesses der nächsten Generation ist der niedrige Temperaturkoeffizient des Drain-Source-Einschaltwiderstands (RDS(ON)) der Komponenten. Die niedrige Leistungskennzahl („Figure of Merit“; FoM) RDS(ON) x der Gate-Drain-Ladung (Qgd) ermöglicht den Nutzern daher, die Leistungsdichte und Effizienz zahlreicher Hochspannungsanwendungen zu erhöhen, darunter Schaltnetzteile (SMPS), Ladestationen für Elektrofahrzeuge (EV), unterbrechungsfreie Stromversorgungen (USV) und Photovoltaik (PV)-Wechselrichter.

Das oberflächenmontierte DFN8x8-Gehäuse reduziert das Volumen um mehr als 90 % im Vergleich zu den derzeit erhältlichen Gehäusen mit Lead-Frame, wie z. B. TO-247 und TO-247-4L(X). Dies erhöht die Leistungsdichte der Schaltung und ermöglicht eine automatisierte Montage. Außerdem reduziert die Oberflächenmontage die parasitäre Impedanz, was Schaltverluste verringert und zu einem niedrigen FoM-Wert beiträgt. Dies wiederum verbessert den Wirkungsgrad. Da weniger Wärme abgeführt werden muss, sind einfachere und kompaktere Designs für Hochspannungssysteme möglich, die sich für Anwendungen mit begrenztem Platzangebot oder für eine weitere Miniaturisierung eignen.

Darüber hinaus ist der MOSFET mit einem Kelvin-Anschluss ausgestattet, der den Einfluss der Induktivität im Source Anschluß reduziert und eine hohe Schaltgeschwindigkeit ermöglicht. Unter bestimmten Testbedingungen (VDD=400 V, VGG=+18/0 V, ID=20 A, RG =4,7 Ω, L=100 µH) werden beispielsweise beim TW054V65C die Einschaltverluste um ca. 55 % und die Ausschaltverluste um ca. 25 % im Vergleich zu den derzeit erhältlichen Toshiba Produkten reduziert. Leistungsverluste können daher minimiert werden.

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