1200Vや2000V耐圧のSiC MOSFET発表相次ぐ、EV���]充電/再エネ��(ji┐n)要加�]
EV（電気�O動�Z）の���]充電や再�擴��Ε┘優襯�ーのDC-ACコンバータなどの����に向け、1200Vあるいは2000VのパワーSiC MOSFETでオン�B(ni┌o)�^を��(f┫)らした����が��い合っている。UnitedSiCを�A収したQorvoが1200V耐圧でオン�B(ni┌o)�^23mΩ(図1)、SiCデバイス販売�YトップのSTMicroelectronicsを�{いかけるInfineonが2000V耐圧でオン�B(ni┌o)�^20mΩ��度のSiC MOSFETを発表した。
図1 Qorvoの1200VのSiC JFETファミリ 出�Z：Qorvo
Qorvoは携帯電�Bの無線�v路（送信?d─ng)v路のパワーアンプやMEMSフィルタなど）に��(d┛ng)い半導��メーカーだが、SiCパワー半導��のUnitedSiCを昨�Q�A収した。UnitedSiCのSiCトランジスタは基本的にパワーJFET（接合型電�c効果トランジスタ）を使うが、JFETは通常ノーマリオン型（ゲート電圧ゼロでオンするデバイス）なので、ゲートにマイナスの電圧をかけてオフにする。そのためにシリコンなどのMOSFETをカスコード接��して、他社のパワーMOSFETと同様、実��的にノーマリオフ型にしている。JFETはソースからの電子が�T晶性の�KいMOS�c�Cを通らず、バルクを流れるトランジスタなので、電子�‘暗戮�バルク並みに高い、という��長がある。このためオン�B(ni┌o)�^が�擇泙譴弔�低い。
今�vQorvoは、同社が��4世代のSiCデバイスと�}ぶように、最小23mΩ〜70mΩで耐圧がこれまで最�j(lu┛)の1200Vのトランジスタ����を開発した。TO-247-4L/3Lの�Y��パッケージに封�Vされたディスクリートトランジスタである。カスコード接��のMOSFETを集積しているため、ゲート電圧は0〜12Vと0〜15Vとして通常のノーマリオフ型のパワーMOSFETと同様に扱える。また、内�泥瀬ぅ�ードによりスイッチングに電荷を素早く�sける。
これまでの世代のSiCデバイスと比べて、�C積当たりのオン�B(ni┌o)�^が小さく、SiC�T晶の理�b限�cの�Zくまで下げた（図2）。オン�B(ni┌o)�^は�C積を�j(lu┛)きくすると下がるが、それではコストが下がらない。コスト的に�科�見合い、かつ性�Δ��屬欧襪燭瓩法�同社は、RDSon×�C積という指�Yで表し、この指�Yを�i世代よりも40%削��(f┫)したとしている。
図2 �T晶性の良さを売りにするQorvoのSiC JFET 出�Z：Qorvo
また�C積を�屬欧困縫�ン�B(ni┌o)�^を下げると寄�斃椴未皺爾�ってくる。800Vで30Aのスイッチングでのエネルギーは�i世代の62%しかない496µJ（マイクロジュール）で、出��容量Cossは�i世代の54%しかない150pFにとどまった。その�T果、Cossを充放電するためのエネルギーEossも��来の73%に��(f┫)った。このためスイッチング��失は30%削��(f┫)され、高�]動作が可�Δ砲覆辰拭�
�k��(sh┫)で�C積を小さくして��失を��(f┫)らせば、�X(qi│n)�B(ni┌o)�^が�屬�るはずだが、これに�瓦靴討��敢�を�Dり、ダイアタッチのハンダを使わず銀でシンタリングすることで�X(qi│n)�B(ni┌o)�^を�i世代よりも40〜60%下げたという。さらに��来150µmのSiCウェーハの厚さを削り100µmと薄くすることも�X(qi│n)�B(ni┌o)�^の削��(f┫)に効いた。
���]にはSiCの150mm（6インチ）ウェーハを�eつ��(sh━)国内のファウンドリを�W(w┌ng)��している。
�k��(sh┫)、CoolSiCというSiC パワーMOSFET����のブランド�@を�eつ、Infineon Technologiesは、5月10〜12日ドイツのニュルンベルグで開��(h┐o)されたパワーエレクトロニクスの�t��(j┤)会PCIMで、耐圧2000VのパワーMOSFETを発表した（図3）。オン�B(ni┌o)�^は12mΩと24mΩの2�|類でディスクリートとモジュールの2�|類���Tした。
図3 2000VのSiC MOSFET ディスクリートでもモジュールでも提供する 出�Z：Infineon Technologies
直流1500Vで��(l┐i)常にスイッチング動作する応��では、半導��の耐圧が2000V��度は��要である。�陵杆�発電や蓄電池システムなどでは、架線に戻すため高耐圧デバイスを直�`に接��し、送電線の菹罎療徹�6.6kVや遠�{(di┐o)�`の66万ボルトなど、高圧にして送り出す。�Q(ch┘ng)トランジスタの耐圧は高ければ高いほど、トランジスタ数は少なくて済む。例えば2008�Qごろのパワーコンディショナーは幅1.5メートルほどのロッカーのサイズだったが、2kV耐圧のデバイスだと、リュックザック��度のサイズに収まる。
またEVの���]充電は、400〜450VのEV電圧よりも高い800V��度に��(j━ng)圧して�k気に充電させることで充電時間を�](m└i)縮している。こういった����では高耐圧のトランジスタが求められる。
