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SiCパワーデバイスの特徴を教えて下さい。
SiCはSiと比較して絶縁破壊電界強度が約10倍高い物性特性を持ちます。耐圧の高いデバイスを作りやすい他、ドリフト層を薄く出来るため単位面積あたりのオン抵抗(RonA)が小さく、導通損失を削減できます。また、スイッチングスピードも高速なため、スイッチング損失を削減できます。低損失(低発熱)、高速スイッチングによるトランスの小型化等、従来Siで達成できなかったエネルギー削減、CO2排出削減に貢献します。
参考:
エレクトロニクス豆知識
採用が進むロームのSiCパワーデバイスソリューション
Products:
Silicon-carbide (SiC) Power Devices
,
SiC Schottky Barrier Diodes
,
SiC MOSFETs
,
SiC Power Module
,
SiC Schottky Barrier Diodes Bare Die
,
SiC MOSFET Bare Die
FAQ ID: 480
SiC-MOSFET並列接続時の注意点は何ですか?
・基板インピーダンス設計次第では発振する可能性があります。
・電力配線等を均等にしなければ、電流やチップ温度がアンバランスになります。
・スイッチングのタイミングを合わせないと過電流破壊します。
・Vgs(on)が十分高くない場合、Ronの温度特性が負となり、特定のチップに電流が集中し熱暴走破壊する危険があります。
MOSFET並列接続時の発振対策
Products:
Silicon-carbide (SiC) Power Devices
,
SiC MOSFETs
,
SiC MOSFET Bare Die
FAQ ID: 485
SiC-MOSFET直列接続時の注意点は何ですか?
・上側デバイスの対地絶縁がデバイスの絶縁耐電圧しか保証できません。
・直列数のゲート電圧用フローティング電源が必要です。
・直列接続時には、オン抵抗の温度係数は正となるため、熱暴走防止のため、製品ばらつきを考慮して充分な電流ディレーティングを考慮下さい。
・直列により高耐圧のシングルスイッチとして使用する場合には並列に高抵抗を挿入するなどして適切に分圧できるような対策を推奨します。
・スイッチングのタイミングを合わせないと耐圧破壊します。
Products:
Silicon-carbide (SiC) Power Devices
,
SiC MOSFETs
,
SiC MOSFET Bare Die
FAQ ID: 486
SiC製品にて、ディスクリート品とモジュール品でドレイン-ソース定格電流が違うのは何故ですか?
使用温度条件が違うためです。
モジュール:ジャンクション温度(Tj)150℃,ケース温度(Tc)60℃
MOSFET:ジャンクション温度(Tj)175℃,ケース温度(Tc)25℃
Products:
Silicon-carbide (SiC) Power Devices
,
SiC Schottky Barrier Diodes
,
SiC MOSFETs
,
SiC Power Module
,
SiC Schottky Barrier Diodes Bare Die
,
SiC MOSFET Bare Die
FAQ ID: 487
SiC-MOSFET並列接続時の最適な外付けゲート抵抗値はいくらですか?
ゲート信号配線の寄生インダクタンスに依存します。基板設計と回路、ゲート抵抗値で総合的な設計が必要です。
参考:
MOSFET並列接続時の発振対策
Products:
Silicon-carbide (SiC) Power Devices
,
SiC MOSFETs
,
SiC MOSFET Bare Die
FAQ ID: 488
SiC-MOSFET、モジュール製品のゲートドライブ回路において、推奨する回路構成や回路定数はありますか?
ゲートドライブ回路のリファレンス基板があります。(SiCモジュール製品への直接取り付けを想定したドライブボードとなります)
SiC-MOSFETを並列接続する場合は、外付けゲート抵抗をそれぞれのMOSFETに接続し、ゲート信号のバランスを取ってください。
Products:
Silicon-carbide (SiC) Power Devices
,
SiC MOSFETs
,
SiC Power Module
,
SiC MOSFET Bare Die
FAQ ID: 489
SiC製品駆動時にゲート信号にオーバーシュートやアンダーシュートがあるのは何故ですか?
基板の寄生容量や寄生インダクタンス等の影響で、LC共振が考えられます。以下の項目を確認してください。
①ゲートドライブ回路に付いている外付けゲート抵抗
②ゲートドライブ回路の出力容量
③ゲートドライブ回路の配線の寄生インダクタンス
④SiC-MOSFETのゲート容量
⑤SiC-MOSFETの内部ゲート抵抗
などいずれの抵抗も小さいとオーバシュート・アンダシュートのピーク値が大きく、かつリンギングの減衰に時間がかかります。
また、容量が大きいとピーク値は小さくなりますが、スイッチングスピードが遅くなります。
インダクタンスが大きいとピーク値が大きくなります。
ゲート駆動回路の基礎とデザインガイドライン
Products:
Silicon-carbide (SiC) Power Devices
,
SiC MOSFETs
,
SiC Power Module
,
SiC MOSFET Bare Die
FAQ ID: 490
SiC製品使用時、ゲート信号にオーバーシュートやアンダーシュートを抑える方法を教えてください。
基板の寄生容量や寄生インダクタンス等の影響で、LC共振が考えられますので、以下の項目を確認してください。
①ゲートドライブ回路に付いている外付けゲート抵抗を大きくする。
②ゲートドライブ回路の出力容量を小さくする。
③ゲートドライブ回路の配線の寄生インダクタンスを小さくする。
抵抗が小さいとオーバシュート・アンダシュートのピーク値が大きく、かつリンギングの減衰に時間がかかります。容量が大きいとスイッチングスピードが遅くなります。インダクタンスは出来るだけ小さくして下さい。
ゲート駆動回路の基礎とデザインガイドライン
Products:
Silicon-carbide (SiC) Power Devices
,
SiC MOSFETs
,
SiC Power Module
,
SiC MOSFET Bare Die
FAQ ID: 491
SiC-MOSFET、SiCモジュール製品の駆動ゲート電圧が、推奨値(オン時+22V~+18V、オフ時-3V~-6V)を逸脱するとどうなりますか。
ゲート駆動電圧を推奨通りに印加しない場合、以下の特性に注意する必要があります。
オン時のゲート電圧:推奨電圧を下回るとオン抵抗が大きくなり、「電流能力が取れない」「熱暴走のリスク」が発生します。
オフ時のゲート電圧:推奨電圧より低い電圧(負電圧)を印加した場合、SiC特有の事象である閾値変動が大きくなる可能性があります。
製品仕様書、アプリケーションノートを参照し、セットで問題ない設計をしてください。
参考:
SiCパワーデバイス・モジュールアプリケーションノート
第4世代SiC MOSFETディスクリートパッケージ諸特性と回路設計の注意点
Products:
Silicon-carbide (SiC) Power Devices
,
SiC MOSFETs
,
SiC Power Module
,
SiC MOSFET Bare Die
FAQ ID: 492
SiC-MOSFET、SiCモジュール製品の駆動ゲート電圧は、マイナスバイアスは必要ですか?
負バイアス駆動するのは、誤点弧防止の一つの手法です。誤点弧防止には、以下の対策が有効とされ、総合的な設計に依存しますので、必ずしも負バイアスが必要なものではありません。
・ゲート-ソース間に容量を挿入する
・アクティブミラークランプ機能
・Rgを大きくし、ドレイン電圧のdv/dtを小さくする
・基板パターン要因
参考:
SiCパワーデバイス・モジュールアプリケーションノート
第4世代SiC MOSFETディスクリートパッケージ諸特性と回路設計の注意点
アクティブミラークランプによる誤点弧対策
Products:
Silicon-carbide (SiC) Power Devices
,
SiC MOSFETs
,
SiC Power Module
,
SiC MOSFET Bare Die
FAQ ID: 493
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