1200-V-Siliziumkarbid-MOSFETs für Leistungswandlungs-Designs ermöglichen bislang unerreichte Effizienz und Performance

München, 4. Mai 2016 – Anlässlich der PCIM in Nürnberg stellt die Infineon Technologies AG eine revolutionäre Siliziumkarbid (SiC)-MOSFET-Technologie vor. Damit sind eine bisher unerreichbare Leistungsdichte und Performance für Leistungswandler möglich. Die neuen CoolSiC™ MOSFETs von Infineon bieten neue Freiheitsgrade für höhere Effizienz und Schaltfrequenz. Entwickler sparen damit Platz sowie Gewicht und reduzieren den Aufwand für die Kühlung. Gleichzeitig erhöhen sie die Zuverlässigkeit und senken die Systemkosten.

„Mit der Entwicklung von SiC-Lösungen begegnet Infineon den steigenden Erwartungen in puncto Energie sparen, Kompaktheit, Systemintegration und Zuverlässigkeit. Und das seit mehr als zwanzig Jahren,“ sagte Dr. Helmut Gassel, Präsident der Industrial Power Control Division von Infineon. „Infineon hat bereits Millionen von Produkten mit SiC-Bauteilen gefertigt. Entwickler konnten mit unseren Schottky-Dioden und J-FET-Technologien Leistungsdichten und eine Performance erreichen, wie dies mit konventionellen Silizium-Lösungen nicht möglich war. Unsere Strategie führt uns jetzt noch einen bedeutenden Schritt weiter: Unser Portfolio umschließt nun Leistungs-MOSFETs, die das Potenzial der SiC-Technologie auf eine neue Ebene heben.“

Die Vorteile der SiC-MOSFETs sind beindruckend: Systeme für Leistungswandlung erreichen damit mehr als die dreifache Schaltgeschwindigkeit, die bisher zu erreichen war. Dadurch kommen magnetische Komponenten und das Gehäuse mit weniger Kupfer und Aluminium aus. Kleinere und leichtere Systeme wiederum erleichtern den Transport bzw. die Installation. Entwickler können erstmals weitere Energieeinsparungen bei der Leistungswandlung umsetzen, dank der jetzt möglichen Performance, Effizienz und Systemflexibilität.

Die neuen 1200-V-SiC-MOSFETs sind optimiert, um hohe Zuverlässigkeit und Performance zu kombinieren. Die dynamischen Verluste liegen jetzt um eine Größenordnung kleiner als bei vergleichbaren 1200-V-Silizium(Si)-IGBTs. Erste Produkte unterstützen zunächst die Systemverbesserungen in Anwendungen wie Photovoltaik-Wechselrichtern, Unterbrechungsfreien Stromversorgungen (USVs), Lade-/Speicher-Systemen, spätere Konfigurationen auch industrielle Antriebe.

Die MOSFETs sind kompatibel zu den in IGBTs typischerweise genutzten +15 V/-5 V-Spannungen und setzen neue Maßstäbe. Sie verfügen über eine Schwellenspannung (V _th) von 4 V und eine applikationsorientierte Kurzschluss-Robustheit bei voll steuerbarer dv/dt-Charakteristik. Zu den vielen Vorteilen gegenüber Si-IGBT-Alternativen gehören temperaturunabhängige Schaltverluste und eine Einschalt-Charakteristik ohne Schwellenspannung.

Die neuen MOSFETs spiegeln die langjährige Erfahrung von Infineon bei der Entwicklung von SiC-Halbleitern wider und werden in einem modernen Trench-Halbleiter-Prozess gefertigt. Sie sind die neueste Entwicklung im Rahmen der umfassenden CoolSiC-Technologien. Zu dieser Familie gehören Schottky-Dioden und 1200-V-J-FETs sowie eine Reihe von hybriden Lösungen mit Si-IGBT und SiC-Diode in einem Modul.

Die ersten diskreten 1200-V-CoolSiC-MOSFETs sind mit einem Durchlasswiderstand (R _DS(ON)) von nur 45 mΩ spezifiziert und werden in 3- oder 4-poligen TO-247-Gehäusen angeboten. Typische Anwendungen sind Photovoltaik-Inverter, USVs sowie Batterielade- und Energiespeicher-Systeme. Beide Baustein-Varianten können in synchronen Gleichrichter-Konfigurationen eingesetzt werden. Hier ist eine robuste Body-Diode für die Kommutierung integriert, die nahezu keine Sperrverzögerungs-(Reverse-Recovery)-Verluste aufweist. Das 4-polige Gehäuse verfügt über eine zusätzliche (Kelvin)-Verbindung zur Source, die als Referenzpotenzial für die Gate-Treiber-Spannung genutzt wird. Da Spannungsabfälle aufgrund einer Source-Induktivität eliminiert werden, können die Schaltverluste – insbesondere bei hohen Schaltfrequenzen – weiter reduziert werden.

Neben den CoolSiC-MOSFETs wird Infineon auch 1200-V-Leistungsmodule („Easy1B“-Halbbrücken und Booster-Module) auf Basis der neuen SiC-MOSFET-Technologie anbieten. Hier wird eine PressFIT-Verbindung mit einem guten thermischen Interface kombiniert und geringe Streu-Induktivitäten mit einem robusten Design. Die Module werden optional mit Durchlasswiderständen (R _DS(ON)) von 11 mΩ oder 23 mΩ verfügbar sein.

Verfügbarkeit

Infineon wird die ersten Applikationen in der zweiten Jahreshälfte 2016 bemustern, der Beginn der Volumenfertigung ist für 2017 geplant. Weitere Informationen sind erhältlich unter www.infineon.com/coolSiC.

Infineon auf der PCIM 2016

Auf der Fachmesse PCIM 2016 (Nürnberg, 10.-12. Mai 2016) zeigt Infineon in Halle 9, Stand #412, zukunftsweisende Technologien für effiziente Systeme in Industrie-, Verbraucher- und Automobilanwendungen. Weitere Informationen zu den Messe-Highlights von Infineon sind erhältlich unter: www.infineon.com/PCIM.

Die Infineon Technologies AG ist ein weltweit führender Anbieter von Halbleiterlösungen, die das Leben einfacher, sicherer und umweltfreundlicher machen. Mikroelektronik von Infineon ist der Schlüssel für eine lebenswerte Zukunft. Mit weltweit etwa 35.400 Beschäftigten erzielte das Unternehmen im Geschäftsjahr 2015 (Ende September) einen Umsatz von rund 5,8 Milliarden Euro. Infineon ist in Frankfurt unter dem Symbol „IFX“ und in den USA im Freiverkehrsmarkt OTCQX International Premier unter dem Symbol „IFNNY“ notiert.

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