1200V SiC MOSFET 기술, 전력 변환 설계에 새로운 차원의 효율과 성능 제공

인피니언 테크놀로지스(코리아 대표이사 이승수)는 이전에는 달성할 수 없었던 수준의 전력 밀도와 성능을 제품 설계에 구현할 수 있도록 하는 혁신적인 실리콘 카바이드(SiC) MOSFET 기술을 발표했다.

인피니언의 CoolSiC™ MOSFET은 효율과 주파수를 증가시키는 새로운 수준의 유연성을 제공한다. 이 기술은 전력 변환 시스템 개발자가 공간을 절약하고 무게, 냉각 요구사항을 낮추면서 신뢰성을 향상시키고 시스템 비용을 줄일 수 있도록 한다.


인피니언의 산업용 전력 제어 사업부 헬무트 가젤(Helmut Gassel) 사장은 “인피니언은 20년 이상 에너지 절감, 소형화, 시스템 통합 및 향상된 신뢰성 요구를 만족하는 SiC 솔루션을 개발하는데 앞장서 왔다. 인피니언의 SiC 쇼트키 다이오드와 J-FET 기술은 기존 실리콘에서는 불가능한 전력 밀도와 성능을 달성할 수 있도록 해왔으며, 이제 SiC 기술을 전력 MOSFET과 결합하여 큰 진전을 이루었다."고 말했다.

SiC MOSFET 기능은 매우 강력하다. 전력 변환 시스템은 현재 사용되는 스위칭 주파수의 3배 이상 높은 주파수에서 동작할 수 있다. 이에 따라 리액터와 시스템 하우징에 사용되는 구리 및 알루미늄 재료를 줄일 수 있으며, 그 결과 더 적은 노력과 간편한 설치로 보다 작고 가벼운 시스템을 손쉽게 구현할 수 있다. 에너지 절약을 지원하는 새로운 솔루션은 전력 변환 애플리케이션 설계자에 의해 구현되며, 이러한 애플리케이션은 SiC MOSFET의 새로운 차원의 성능, 효율성, 시스템 유연성을 이용할 수 있다.

새로운 1200V SiC MOSFET은 신뢰성과 성능을 결합하도록 최적화됐으며 1200V 실리콘(Si) IGBT보다 10배 낮은 '새로운 기준을 제시하는' 동적 손실로 동작한다. 처음에는 태양광 인버터, 무정전 전원장치(UPS) 또는 충전/스토리지 시스템과 같은 애플리케이션에서 시스템 향상을 지원하며, 이후에 산업용 드라이브를 지원하는 구성으로 확대될 예정이다.

이 MOSFET은 통상 IGBT 구동에 사용되는 +15V/-5V 전압과 완벽하게 호환된다. 또한 4V의 문턱 전압 정격(Vth)과 타겟 애플리케이션에 요구되는 단락 회로 견고성 및 완벽히 제어 가능한 dv/dt 특성을 결합하고 있다. 그 밖에 Si IGBT에 대한 주요 장점으로 온도에 독립적인 스위칭 손실과 threshold-voltage-free 온-상태 특성이 있다.


SiC 반도체 개발에서 축적된 다년 간의 경험이 집약된 새로운 MOSFET은 첨단 트렌치 반도체 공정을 기반으로 하며 인피니언의 가장 발전된 포괄적인 CoolSiC 기술 제품군을 대표한다. 이 제품군은 쇼트키 다이오드와 1200V J-FET 디바이스, 그리고 Si IGBT와 SiC 다이오드를 모듈 디바이스에 통합한 광범위한 하이브리드 솔루션을 포함한다.

첫 번째 디스크리트 1200V CoolSiC MOSFET은 단 45mΩ 의 온-저항(RDS(ON)) 정격을 갖는다. 디바이스는 3핀 및 4핀 TO-247 패키지로 제공되며 태양광 인버터, UPS, 배터리 충전 및 에너지 스토리지 애플리케이션에 적합하다. 두 디바이스는 모두 거의 역 복구 손실 없이 동작하는 견고한 정류 바디 다이오드를 통합하고 있어 간편하게 동기 정류 방식에 사용할 수 있다. 4핀 패키지는 게이트 구동 전압에 기준전위로 사용할 수 있는 추가적인(켈빈) 핀이 소스핀에 연결된다. 이것은 소스루프 인덕턴스로 인한 전압 강하의 영향을 제거해 특히 높은 스위칭 주파수에서 스위칭 손실을 더욱 낮춰준다.

인피니언은 또한 SiC MOSFET 기술을 기반으로 하는 1200V ‘Easy1B’ 하프 브리지 및 부스터 모듈을 출시했다. PressFIT 연결과 우수한 열 인터페이스, 낮은 부유 인덕턴스, 견고한 설계를 결합한 이 모듈은 각각 11mΩ 및 23mΩ 의 RDS(ON) 정격 옵션을 제공한다.