總結

關鍵要點

・理解最新的Si功率元件的特性，重新思考並擴大對於Si功率元件的涵蓋範圍。

・根據要求的規格來區分傳統的Si半導體和SiC新材料功率元件的使用。

關鍵要點

・最基礎的確認事項。

・作為Si功率元件的二極體的種類和分類。

關鍵要點

・瞭解功率Si二極體的大致特性比較。

關鍵要點

・Si-SBD的特性因位障金屬而異。

・認識到不可忽視Si-SBD的IR的程度。

・因有導致熱失控的可能性，所以必須充分驗證熱設計。

關鍵要點

・Si-FRD的特性因矽擴散的雜質而異。

・Si-FRD的VF和trr之間存在著蹺蹺板(Trade Off)關係。

・反向恢復時的雜訊對於開關電源應用產生不利影響，所以研發了改良型。

關鍵要點

・本章中選取功率電晶體中的雙載子電晶體、MOSFET、IGBT進行了介紹。

・介紹雙載子電晶體、MOSFET、IGBT的基本特性。

關鍵要點

・MOSFET存在寄生電容，寄生電容是影響開關特性的重要參數。

・寄生電容對於溫度影響幾乎無變化，因此開關特性幾乎不受溫度變化的影響。

關鍵要點

・MOSFET的開關特性參數提供導通延遲時間、上升時間、關斷延遲時間、下降時間。

・開關特性受測量條件和測量電路的影響較大，需要確認提供條件。

・開關特性幾乎不受溫度變化的影響。

關鍵要點

・使MOSFET導通的電壓稱為“閘極閾值”。

・VGS恒定的話，ID會隨溫度上升而增加，因此有些條件需要注意。

・可根據VGS(th)的變化，推算大致的Tj。

關鍵要點

・Si-MOSFET的產品定位是“以低～中功率高速工作”。

・SuperJunction結構可保持耐壓的同時，還可降低導通電阻RDS(ON)與閘極電荷量Qg。

・Super Junction MOSFET與Planar MOSFET相比，具有trr速度更快、irr更大的特性。

關鍵要點

・SJ-MOSFET的種類因特性而異。

・SJ-MOSFET與平面MOSFET相比，基本上是低導通電阻、高速的產品，並在致力於實現更低雜訊、更低導通電阻及更高速度。

關鍵要點

・PrestoMOS是具備SJ-MOSFET的高耐壓、低導通電阻、低閘極總電荷量特性、且實現了內部二極體的反向恢復時間trr高速化的ROHM SJ-MOSFET。

・內部二極體的trr高速化有助於實現變流器和馬達驅動器電路的高效化與小型化。

關鍵要點

・Hybrid MOS是兼備MOSFET和IGBT優勢的新結構MOSFET。

・同時具備MOSFET的高速性、在低電流範圍的低損耗、IGBT在大電流範圍的低損耗特性。

・有利於實現更高的家電APF標準。不僅支援大功率，還可提高低功率範圍的效率。

關鍵要點

・基本上，試製中需要確認所選的電晶體在實際工作過程中是否適用。

・為進行確認，需要測量電晶體處理的電壓和電流資料。

關鍵要點

・準確理解絕對最大額定值的定義和意圖，並對適用性作出判斷。

關鍵要點

・SOA（Safe Operating Area：安全工作區）是用來確認電晶體是否在安全的條件下工作的資訊。

・基本上圖表中所示為在D與VDSS之間的關係中，對於額定電壓/電流、額定功率（發熱）來說安全的範圍。

・認真確認SOA的條件，考慮到與實際使用條件的差異之處後再使用。

關鍵要點

・SOA曲線圖是Ta＝25℃的資料，因此需要根據電晶體的實際使用溫度對SOA進行降額。

・降額的比率使用額定損耗的降額比率。

關鍵要點

・在連續脈衝（開關工作）的情況下，求平均功耗，並確認額定損耗在額定值範圍內。

・最終的大原則還是判斷Tj是否超過了絕對最大額定值。

關鍵要點

・最終需要確認Tj是否超過了絕對最大額定值。

・Ta或Tc與發熱量（熱阻×功耗）的和是Tj。

關鍵要點

・PFC（功率因數校正）是指改善功率因數並使功率因數接近1。

・PFC的方式包括單級和交錯式，交錯式可分散損耗因而熱設計更容易。

・PFC的模式包括臨界模式（BCM）和連續模式（CCM），一般大功率電路中使用CCM。

關鍵要點

・臨界模式PFC的二極體VF對損耗影響較大，而trr對損耗的影響則較小。

・對於臨界模式控制的PFC，選用VF小的二極體可改善電路效率。

關鍵要點

・在電流連續模式（CCM）PFC中，二極體的trr對損耗影響很大，而VF的影響很小。

・在電流連續模式控制的PFC中，選擇trr值小的二極體可改善電路效率。

關鍵要點

・PFC部及DC/DC轉換器部的開關MOSFET的特性不同，效率也會改變，因此需要充分探討MOSFET的特性。

關鍵要點

・在電流連續模式PFC中，將IGBT＋FRD替換為Hybrid MOSFET＋SiC SBD可提高效率。

・在該案例中，SiC SBD的高速trr特性、Hybrid MOSFET的低導通電阻＋高速開關有助於提高效率。