瑞薩電子推出第8代IGBT，以領先業界的超低功率損耗提升系統電源效率 ...

先進半導體解決方案之頂尖供應商瑞薩電子(TSE：6723)宣佈推出六款第8代G8H系列絕緣閘雙極電晶體(IGBT)新產品，可降低太陽能發電系統的功率調節器的轉換損耗，以及降低不斷電系統(UPS)的變頻器應用。新推出的六款產品版本為650 V/40 A、50 A、75 A，以及1,250 V/25 A、40 A、75 A。瑞薩同時達成業界首創為內建二極體的1,250V IGBT提供TO-247 plus封裝，為系統製造商提供更高的電路組態彈性。

瑞薩電子運用其為功率轉換領域設計低功耗IGBT的專業技術，使第8代IGBT達到最佳化，並在程序結構中採用獨家的通道閘組態(註1)。相較於前代IGBT，新款產品可提供更快速的切換效能，它是IGBT效能指數的重要項目，同時藉由降低飽和電壓(Vce (sat)，註2)以減少導通損耗。另外，第8代裝置的效能指數(註3)較第7代IGBT最高提升30%，有助於降低功率損耗並為使用者系統提升整體效能。上述改良對於聚焦於光電(PV)變頻器、UPS、工業馬達驅動器及功率因數校正(PFC)等電力產業的關鍵市場而言非常重要。

在太陽能發電系統中，當陽光透過太陽能面板產生的直流電(DC)通過變頻器電路轉換為交流電(AC)時，不可避免地會發生一些功率損耗。由於上述功率損耗大多數發生在所使用的功率裝置，因此降低IGBT的功率損耗將為使用者系統的發電效能帶來直接的正面效益。同樣地，對於伺服器機房與資料中心內的UPS系統而言，電力必須持續通過電源轉換器電路，以監控電源供應是否發生中斷，這表示系統運轉期間將穩定產生的功率損耗。IGBT效能是降低此功率損耗的關鍵。

新款第8代IGBT的主要功能：

(1)適用於變頻器電路的更快速切換、領先業界的超低損耗特性

瑞薩運用其長期累積的低損耗IGBT設計專業知識，開發出獨家的通道閘組態。新款IGBT採用最先進的製程技術，同時達到快速切換效能與低飽和電壓(Vce (sat))特性，這些特性決定了IGBT裝置的效能指數。因此，其效能指數最高提升30%。另外，瑞薩分析了變頻器電路產生功率損耗的因素，並設計新的裝置以降低導通與切換損耗。因此大幅降低IGBT功率損耗，減少幅度超過功率轉換器電路整體功率損耗的二分之一。

(2)低切換雜訊可免除外部閘極電阻器

IGBT必須在雜訊特性與切換速度之間進行取捨。第8代IGBT可大幅降低切換時的閘極損耗，因此系統製造商可免除過去用於降低雜訊的閘極電阻器。這有助於減少元件數量，並達成更小型的設計。

(3)散熱效能優異的TO-247封裝；保證運作溫度最高可達175°C

TO-247封裝的底部採用金屬材質，使IGBT功率損耗所產生的熱能直接傳送至封裝外部，達到優異的散熱效能。新款裝置相容於最高溫度175°C，因此可用於因傳送大量電力而容易升溫的位置。如此有助於提升使用者系統的效能與可靠性。

(4)業界首創內建二極體1,250 V IGBT採用TO-247 plus獨立封裝版本，可在額定100C提供75 A電流段

由於各種考量，例如熱、雜訊及運作品質等，過去75 A電流段的裝置通常整合於採用大型封裝的模組中。瑞薩透過可達到低損耗及較小晶片尺寸的第8代IGBT技術，在業界首度實現內建二極體1,250 V IGBT採用獨立TO-247 plus封裝的目標。藉由採用額定100C的75 A電流段獨立封裝裝置，系統製造商可獲得獨立裝置才能提供的更高電路組態彈性，並可輕鬆提升其系統的功率容量。

除了變頻器電路之外，新款第8代G8H系列裝置的快速切換效能亦可運用於其他應用，例如為轉換器中的升壓電路提供優異的效能。

供貨時程

即日起開始供應第8代IGBT樣品。系統製造商可選擇最適合變頻器電路類型及所需輸出容量的產品版本。量產時程預定為2016年9月，預估至2017年3月每月產能可達60萬顆。

(註1)通道閘組態在晶片表面形成深窄的溝槽(通道)，然後在通道側形成MOSFET閘極。如此可提供更高的單元密度並有助於降低導通電阻。

(註2)飽和電壓(Vce (sat))是IGBT效能最重要的指數，它指出運作狀態中的集極與射極之間的電壓。當電流流至元件時，此值越低，傳導損耗就越低。

(註3)效能指數表示切換損耗× Vce (sat)。