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Panasonic zeigt Kompetenz mit X-GaN-Erweiterung

Zum Ende des vergangenen Jahres kündigte Panasonic die Massenfertigung der ersten X-GaN-Leistungstransistoren an und präsentierte auf der PCIM Europe aktuelle Erweiterungen für leistungsstärkere industrielle Stromversorgungen, Netzteile und Ladegerät im kleineren Leistungsbereich. In der Ausstellung wurden dazu Anwendungsbeispiele gezeigt, unter anderem eine GaN-basierte 3-kW-Stromversorgungseinheit für den Einsatz in der Telekommunikation, einen GaN-basierten Wechselrichter für Motoren, einen kompakten Wechselstromadapter und einen PCB-integrierten DC/DC-Wandler.

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Eine GaN-Evaluierungsumgebung, inklusive verschiedener Evaluierungs-Boards, wurde ebenfalls präsentiert. Das Besondere an den X-GaN-Bauteilen von Panasonic (Bild 4) ist das Fehlen des Current Collapse aufgrund ihrer HD-GiT-Struktur. Nutzer von Galliumnitrid-Bauelementen sind mit dem Phänomen des Current Collaps konfrontiert; dafür verantwortlich sind Defekte im Kristall oder an den Schnittstellen zwischen Schichten, in denen Leitelektronen gefangen bleiben, wenn der Transistor unter V_DS-Spannung steht.

Diese sogenannten Traps sorgen dafür, dass der R_DS(on) bei wiederholten Schaltvorgängen sich erhöht, was zu bauartbedingten Verlusten und schließlich zur Zerstörung des Bauteils führt. Panasonic ist bisher der einzige Hersteller von GaN-Halbleitern, der die völlige Eliminierung des Current Collapse öffentlich bekannt gegeben hat. Zum Thema SiC- & Leistungsmodule zeigte das Unternehmen SiC-MOSFETs mit integrierter Diode (DioMOS) aus einem neu entwickelten 6-Zoll-SiC-Wafer-Prozess.

Infineon präsentiert das erste Full-SiC-Modul

Mit Beginn der Serienproduktion kündigt Infineon zugleich weitere Bausteine der CoolSiC-Familie an. Es beginnt nun mit dem Easy 1B die Volumenproduktion des ersten Full-SiC-Moduls, das bereits zur PCIM 2016 angekündigt wurde. Weitere Modulplattformen und Topologien kommen aus der Familie der 1200-V-CoolSiC-MOSFETs.

„Siliziumkarbid steht am Wendepunkt“, weiß Dr. Peter Wawer, Division-President Industrial Power Control bei Infineon, „nach Kosten-Nutzen-Betrachtung ist SiC bereit für den Einsatz in einer Vielzahl von Anwendungen. Die neuen 1200-V-SiC-MOSFETs sind optimiert, um hohe Zuverlässigkeit und Performance zu kombinieren. Die dynamischen Verluste liegen jetzt um eine Größenordnung niedriger als bei vergleichbaren 1200-V-Silizium-IGBTs.“

Erste Produkte unterstützen zunächst die künftigen Systemziele in Anwendungen wie Photovoltaik-Wechselrichtern, USV und Lade-/Speicher-Systemen. Die Vorteile der Trench-Technologie liegen beim 1200-V-SiC-MOSEFT in einer erweiterten Robustheit. Diese beruht auf der geringeren Fehlerrate (FIT) und der Kurzschlussfestigkeit, die an die jeweilige Anwendung angepasst werden kann. Durch eine Einsatzspannung (V_th) von 4 V und die empfohlene Einschaltspannung (V_GS) von +15 V lassen sich die Transistoren wie ein IGBT ansteuern und im Fehlerfall sicher abschalten.

Die SiC-MOSFETs zeichnen sich durch sehr schnelle Schaltflanken aus; zusätzlich bietet die Infineon-Technologie eine einfachere Einstellbarkeit der Transienten über Gate-Vorwiderstände. Das EMV-Verhalten lässt sich damit leichter verbessern. Die Easy 1B-Plattform ist laut Infineon etabliert und eigne sich als Modul für schnellschaltende Bauelemente. In diesem Jahr zeigte Infineon auf der PCIM Europe weitere Modulbauformen und Topologien für die auf 1200 V ausgelegte SiC-MOSFET-Technologie.

Power-Managment

Das große Potenzial der Galliumnitrid-Halbleiter

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