瑞薩電子第七代IGBT系列

2012年7月11日，日本東京訊— 瑞薩電子公司(TSE: 6723)，高級半導(dǎo)體解決方案的主要供應(yīng)商，今天宣布為其第七代具有業(yè)界領(lǐng)先性能的絕緣柵雙極晶體管（IGBT）陣列增加13款新產(chǎn)品。新的IGBT包括采用650V電壓的RJH/RJP65S系列和采用1250V電壓的RJP1CS系列。新的IGBT作為功率半導(dǎo)體器件，用于將DC轉(zhuǎn)換成AC電源的系統(tǒng)中，設(shè)計用于對應(yīng)高電壓和大電流的應(yīng)用，如太陽能發(fā)電機和工業(yè)電機用功率調(diào)節(jié)器(功率轉(zhuǎn)換器)。第七代技術(shù)，采用增強型薄化晶圓工藝，在傳導(dǎo)、開關(guān)損耗以及耐受能力之間達(dá)到了低損耗平衡，以承受短路情況的發(fā)生。

與之前采用第六代技術(shù)的600V和1200V產(chǎn)品相比，第七代產(chǎn)品系列具有650V和1250V的更高額定電壓，以滿足低溫性能要求和過壓阻斷能力。

瑞薩IGBT適用于電機控制應(yīng)用。在這些應(yīng)用中，器件的短路保護(hù)性能是一個設(shè)計中的重要參數(shù)選擇。第七代IGBT系列具有了10 µs的額定短路耐受力，使其適用于通用電機。

最近，對環(huán)保和其它因素的關(guān)注推動了對于提高電子設(shè)備能效的要求，并且要求向著太陽能和風(fēng)能等清潔能源進(jìn)行轉(zhuǎn)換。在處理高電壓和大電流的設(shè)備（如太陽能逆變器、噴水泵，和大電流逆變控制電機）的領(lǐng)域，這種提高效率的努力尤為積極。對用于DC-AC功率轉(zhuǎn)換這類設(shè)備的IGBT產(chǎn)品，這促進(jìn)了對其大幅降低損耗的需求。然而，在對于降低功耗至關(guān)重要的飽合電壓（注1）和處理大電流的設(shè)備所要求的高短路耐受力之間存在平衡。我們很難實現(xiàn)低功耗和大約10微秒的高短路耐受力（注2），而這是在電機驅(qū)動等應(yīng)用中至關(guān)重要的考慮因素?；诖?，瑞薩開發(fā)了這一高性能IGBT新產(chǎn)品。

新款I(lǐng)GBT的主要特性：

(1)650V版本飽和電壓降為1.6V，1250V版本飽和電壓降為1.8V，從而實現(xiàn)更高的效率

獨有的超薄晶圓技術(shù)使飽和電壓從瑞薩早期版本產(chǎn)品的1.8V（標(biāo)準(zhǔn)值）降低到現(xiàn)在650V版本的1.6V（標(biāo)準(zhǔn)值），從早期版本產(chǎn)品的2.1V降低至1250V版本的1.8V，分別降低了約12%和15%。這就降低了功耗并有助于提高效率。

(2) 10微秒的高短路耐受力，可實現(xiàn)更高的可靠性水平

對于大電流的應(yīng)用設(shè)備中至關(guān)重要的高短路耐受力，通過最優(yōu)的單元結(jié)構(gòu)技術(shù)，已經(jīng)從瑞薩相對早期產(chǎn)品的8微秒（µs）提高到10µs或者更高。這就保證了用于太陽能逆變器的功率調(diào)節(jié)器等系統(tǒng)具有出色的穩(wěn)定性和強勁的性能。

(3) 快速開關(guān)

通過優(yōu)化器件的表面結(jié)構(gòu)，與早期的瑞薩產(chǎn)品相比，反向傳輸電容（Cres）（注3）降低了大約10%。這就有助于實現(xiàn)更快的開關(guān)，并使設(shè)計更高效的電源轉(zhuǎn)換器電路成為可能。

對于像太陽能逆變器中使用的大電流逆變模塊，或者工業(yè)用逆變控制電機這類廣泛使用三相逆變電路的應(yīng)用，這些改進(jìn)有助于實現(xiàn)更低的功耗和更穩(wěn)定的操作。

瑞薩通過提供將微控制器(MCU)與模擬和功率器件相結(jié)合的總體解決方案來使客戶受益。新款高性能第七代IGBT產(chǎn)品在業(yè)界最佳功率器件類別中占有一席之地。他們形成了瑞薩功率器件陣列的核心，而且公司計劃在這一系列中發(fā)布新的產(chǎn)品來不斷的向前發(fā)展。

瑞薩還計劃發(fā)布一款增強型配套解決方案，包括新的IGBT產(chǎn)品，瑞薩RL78和RX系列用于逆變控制的MCU，以及用于功率器件驅(qū)動的光耦合器。瑞薩還計劃準(zhǔn)備裝有新款I(lǐng)GBT產(chǎn)品的參考開發(fā)板，以支持客戶的配套評價和系統(tǒng)設(shè)計。

新款I(lǐng)GBT產(chǎn)品的包裝形式是晶圓/芯片，RJH65S系列采用TO-247封裝。

• (注1) 飽和電壓(VCE(sat)):
  這是IGBT最重要的性能指標(biāo)，指的是當(dāng)器件導(dǎo)通時集電極-發(fā)射極的壓降。其數(shù)值越低，傳導(dǎo)損耗越小。
• (注2) 短路耐受力(tsc):
  這是IGBT抗破壞能力的一個指標(biāo)。它是指在短路產(chǎn)生的無限電流對IGBT導(dǎo)致破壞之前的總時間。一般說來，對于要求大電流和高穩(wěn)定性的應(yīng)用，如電機驅(qū)動而言，這個值越高越好。
• (注3) 反向傳輸電容(Cres):
  這個參數(shù)是指IGBT的柵極和集電器之間的內(nèi)在電容。一般來說，電容值越小就表示器件可以實現(xiàn)越快速的開關(guān)，從而可以降低開關(guān)損耗。

IGBT系列的主要規(guī)格請參考附表

價格和供貨情況

瑞薩的13個新款I(lǐng)GBT產(chǎn)品，包括650V的RJH/RJP65S和1250V的RJP1CS系列，計劃于2012年7月開始樣品生產(chǎn)，650V RJP65S06DWA的單價為US$4.3，而1250 V RJP1CS06DWA 的單價為US$5.0。量產(chǎn)計劃于2012年9月開始，到2013年4月，月產(chǎn)量的規(guī)模有望達(dá)到500,000片。定價和交貨期如有變更恕不另行通知

(注)
所有其它的注冊商標(biāo)或商標(biāo)為各自所有者所有。

第七代IGBT的產(chǎn)品技術(shù)規(guī)格

1. 650V-IGBT RJH/RJP65S系列

• 所有產(chǎn)品版本的共同項目
  • 額定結(jié)溫(Tj): +150℃
  • 集電極-發(fā)射極額定電壓(VCES): 650 V
  • 額定的柵極發(fā)射器電壓(VGES): ±30 V
  • 集電極-發(fā)射極飽合電壓(VCE(sat)): 1.6 V (典型值) (Ta = 25℃, IC = 額定電流, VGE = 15 V)
  • 集電極-發(fā)射極閾值電壓(VGE(OFF)): 5.0 V至6.8 V
  • 開關(guān)下降時間(tf): 80 ns (VCC = 300 V, VGE = 15 V, Tj = 125℃, IC = 額定電流)
  • 短路承受時間(tsc): 10 µs (min) (VCC = 360 V, VGE = 15 V, Tj = 150℃)
  • 發(fā)貨形式：晶圓/芯片*僅RJH65S04DPQ-A0采用TO-247A封裝
• RJH65S04DPQ-A0
  • TO-247A封裝，內(nèi)置FRD
  • 集電極-發(fā)射極額定電流：50 A (Tc = 100℃) 100 A (Tc = 25℃)
• RJP65S03DWA/DWT
  • 集電極-發(fā)射極額定電流: 30 A (Tc = 100℃) 60 A (Tc = 25℃)
• RJP65S04DWA/DWT
  • 集電極-發(fā)射極額定電流: 50 A (Tc = 100℃) 100 A (Tc = 25℃)
• RJP65S05DWA/DWT
  • 集電極-發(fā)射極額定電流: 75 A (Tc = 100℃) 150 A (Tc = 25℃)
• RJP65S06DWA/DWT
  • 集電極-發(fā)射極額定電流: 100 A (Tc = 100℃) 200 A (Tc = 25℃)
• RJP65S07DWA/DWT
  • 集電極-發(fā)射極額定電流: 150 A (Tc = 100℃) 300 A (Tc = 25℃)
• RJP65S08DWA/DWT
  • 集電極-發(fā)射極額定電流: 200 A (Tc = 100℃) 400 A (Tc = 25℃)

2. 1250V-IGBT RJP1CS系列

• 所有產(chǎn)品版本的共同項目
  • 額定結(jié)溫(Tj): +150℃
  • 集電極-發(fā)射極額定電壓(VCES): 1250 V
  • 額定的柵極發(fā)射器電壓(VGES): ±30 V
  • 集電極-發(fā)射極飽合電壓(VCE(sat)): 1.8 V (典型值(Ta = 25℃, IC = 額定電流, VGE = 15 V)
  • 集電極-發(fā)射極閾值電壓(VGE(OFF)): 5.0 V至6.8 V
  • 開關(guān)下降時間(tf): 130 ns (VCC = 600 V, VGE = 15 V, Tj = 125℃, IC = 額定電流)
  • 短路承受時間sc): 10 µs (min) (VCC = 720 V, VGE = 15 V, Tj = 150℃)
  • 發(fā)貨形式：晶圓/芯片
• RJP1CS03DWA/DWT
  • 集電極-發(fā)射極額定電流: 30 A (Tc = 100℃) 60 A (Tc = 25℃)
• RJP1CS04DWA/DWT
  • 集電極-發(fā)射極額定電流: 50 A (Tc = 100℃) 100 A (Tc = 25℃)
• RJP1CS05DWA/DWT
  • 集電極-發(fā)射極額定電流: 75 A (Tc = 100℃) 150 A (Tc = 25℃)
• RJP1CS06DWA/DWT
  • 集電極-發(fā)射極額定電流: 100 A (Tc = 100℃) 200 A (Tc = 25℃)
• RJP1CS07DWA/DWT
  • 集電極-發(fā)射極額定電流: 150 A (Tc = 100℃) 300 A (Tc = 25℃)
• RJP1CS08DWA/DWT
  • 集電極-發(fā)射極額定電流: 200 A (Tc = 100℃) 400 A (Tc = 25℃)

參考圖

三種應(yīng)用中IGBT效率的比較

關(guān)于瑞薩電子株式會社

瑞薩電子株式會社（TSE：6723），是全球首屈一指的微控制器供應(yīng)商和高級半導(dǎo)體解決方案的首選供應(yīng)商，產(chǎn)品包括微控制器、SoC解決方案和各種模擬與功率器件。2010年4月，NEC電子公司（TSE：6723）和株式會社瑞薩科技合并成立了瑞薩電子株式會社，公司業(yè)務(wù)覆蓋了面向各種應(yīng)用的研究、開發(fā)、設(shè)計與制造。瑞薩電子株式會社總部設(shè)在日本，在全球20多個國家均設(shè)有分公司。欲了解更多信息，敬請訪問網(wǎng)站：www.cn.renesas.com。