世界初！インフィニオン、SBD内蔵産業用GaN FETを発表

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世界初！インフィニオン、SBD内蔵産業用GaN FETを発表

ソース:このサイト時間:2025-04-28ブラウズ数:

インフィニオンは最近、SBD（ショットキー・ダイオード）を内蔵した世界初の産業用GaNトランジスタ製品ファミリーであるCoolGaN G5を発売しました。この製品は、不要なデッドバンド損失を低減することで電源システムの性能を向上させ、システム全体の効率をさらに高めます…

インフィニオンは最近、SBD（ショットキー・ダイオード）を内蔵した世界初の産業用GaNトランジスタ製品ファミリーであるCoolGaN G5を発売しました。この製品は、不要なデッドバンド損失を低減することで電源システムの性能を向上させ、システム全体の効率をさらに高めます。さらに、この統合ソリューションは、パワーステージの設計を簡素化し、材料コストを削減します。

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パワートランジスタにおけるSBDの統合は、これまでSiC MOSFETにおいて業界で数多く研究されてきた。三菱は2013年にSBDを集積したSiC MOSFETに関する特許を出願しており、2023年にはこの新しいデバイスを搭載したSiCパワーモジュールを発売する予定である。

SBD を SiC MOSFET に集積する理由MOSFET 構造のソース(Source)とドレイン(Drain)間の PN 接合は当然ボディダイオードを形成することになり、MOSFET 構造の副産物として MOSFET の保護と合理的な設計による信頼性の向上が期待できます。しかし、ボディダイオードの逆回復特性は悪く、ボディダイオードの長時間導通による信頼性の問題もあり、実際には外部逆並列SBDを継続チャネルとして使用することが多い。

しかし、集積度を向上させるため、また寄生容量インダクタンスの増加を避けるため、SiC MOSFETにSBDを内蔵する方向になっています。

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次にGaN FETについて、インフィニオンは、ハードスイッチング・アプリケーションでは、GaNデバイスの実効ボディ・ダイオード電圧（VSD）が大きくなるため、GaNベースのトポロジーでは電力損失が大きくなる可能性があると説明している。これは、コントローラーのデッドタイムが長い場合に悪化し、結果として目標効率よりも低くなる。現在、パワー・デバイスの設計エンジニアは通常、外付けのショットキー・ダイオードをGaNトランジスタと並列に接続するか、コントローラを通じてデッドタイムを短縮する必要がある。しかし、いずれの方法も、さらなる労力と時間、コストを必要とします。

そのため、SBD を GaN トランジスタに組み込むことで、これらの問題を大幅に解決することができます。ボディ・ダイオードがないため、GaNトランジスタの逆導通電圧(VRC)は、オフ状態での閾値電圧(VTH)とゲート・バイアス電圧(VGS)に依存します。また、GaNトランジスタのVTHは通常、シリコン・ダイオードの導通電圧よりも高いため、逆導通動作時（第3象限とも呼ばれる）に不利となる。その結果、この新しいCoolGaNトランジスタでは、逆導通損失が減少し、より多くのハイサイドゲートドライバとの互換性が達成され、デッドタイムの緩和によりコントローラの互換性が広がり、設計が大幅に簡素化されます。

インフィニオンによると、SBDを内蔵した初のGaN FETは、データセンターIBC、モータードライブ、DC-DC、充電器などのアプリケーション向けの3 x 5 mm PQFNパッケージの100V 1.5mΩ、Eモードノーマルクローズ製品です。

パワーエレクトロニクス・システムの高効率化、小型化、インテリジェント化の流れの中で、パワーデバイスの集積化はさらに加速しています。三菱は昨年、市場に3kV SBD組み込みSiC MOSFETモジュール、およびインフィニオンの統合SBD GaNトランジスタを導入し、現在また、エンジニアリングサンプルを提供し始め、私は未来がより多くの新しいデバイスが表示され続けると信じています。

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