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2018.11.22 SiC 파워 디바이스

SiC-MOSFET란? – 파워 트랜지스터의 구조와 특징 비교

SiC-MOSFET란?

이번에는 각 파워 트랜지스터의 구조와 특징을 비교해 보겠습니다.

파워 트랜지스터의 구조와 특징 비교

하기 그림은, 각 파워 트랜지스터의 구조와 내압, ON 저항, 스위칭 속도를 비교한 것입니다.

사용하는 프로세스 기술에 따라 구조가 다르며, 그로 인해 전기적인 특징도 달라집니다. 보충하자면, DMOS는 Planar 타입의 MOSFET이며 일반적인 구조입니다. Si 파워 MOSFET는 고내압이며 ON 저항의 저감이 가능하여, 최근에는 Super Junction 구조의 MOSFET (이하 SJ-MOSFET)가 널리 사용되고 있습니다. SiC-MOSFET를 DMOS 구조로 나타냈지만, 현재 로옴에서는 특성이 한층 더 향상된 Trench 구조의 SiC-MOSFET를 양산하고 있습니다. 이 부분에 대해서는 나중에 설명할 예정입니다.

특징 면에서는 아래쪽 레이더 차트에서 알 수 있듯이, Si-DMOS의 경우, ON 저항이 과제입니다. 이에 대해 앞서 기술한 바와 같이 SJ-MOSFET 구조를 채용함으로써 ON 저항을 개선하였습니다. IGBT는 ON 저항과 내압이 우수하지만, 스위칭 속도가 과제입니다. 이에 반해 SiC-DMOS는 내압, ON 저항, 스위칭 속도 모두 우수하며, 고온 조건에서의 동작도 뛰어나 큰 메리트가 있는 스위칭 소자라고 할 수 있습니다.

오른쪽 그래프는, 각 트랜지스터를 규격화 한 ON 저항과 내압의 그래프입니다. 이 그래프에서 알 수 있듯이 이론적으로는 SiC-DMOS가 더욱 고내압이며, 저 ON 저항이 가능하다는 것을 알 수 있습니다. 현재 SiC-DMOS는 청색 타원으로 표기한 범위의 특성입니다. 앞으로의 진화에 따라 한층 더 성능이 향상될 것으로 기대됩니다.

다음에는 SiC-MOSFET와 각 파워 트랜지스터를 비교하여 개별적으로 설명하겠습니다.

키 포인트

・파워 트랜지스터의 특징은, 재료 및 구조에 따라 다르다.

・각각 특성 면에서 장단점이 있지만, SiC-MOSFET는 전체적으로 우수한 특성을 지닌다.

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