トレンチMOS構造の採用により、背反するVFとIRを従来品から大幅改善！100V耐圧で業界最高クラス(※)のtrrを実現したSBD「YQシリーズ」を開発

2023年12月21日

トレンチMOS構造の採用により、背反するVFとIRを従来品から大幅改善！
100V耐圧で業界最高クラス(※)のtrrを実現したSBD「YQシリーズ」を開発
車載LEDヘッドランプなど、高速スイッチングを行うアプリケーションに最適

業界最高クラスのtrrを実現したショットキーバリアダイオード「YQシリーズ」

要旨

ローム株式会社（本社：京都市）は、車載機器・産業機器・民生機器などの電源回路や保護回路に向けて、trr(*1)を業界最高クラスまで高速化した100V耐圧のショットキーバリアダイオード（以下、SBD）「YQシリーズ」を開発しました。

SBD「YQシリーズ」

「YQシリーズ」は、さまざまな回路に対応できる4つの従来SBDシリーズに続く新たなシリーズとして、ロームのダイオードで初めてトレンチMOS構造を採用しています。独自の構造設計により業界最高クラスのtrr（15ns）を実現しているため、同様にトレンチMOS構造を採用する一般品と比較して、trr単体の損失を約37％、スイッチング損失全体を約26％削減しており、アプリケーションの低消費電力化に貢献します。

スイッチング時の損失比較

また、トレンチMOS構造の採用により、順方向印加時に損失となるVF(*2)と逆方向印加時に損失となるIR(*3)の両方をプレーナ構造の従来SBDに比べて改善しています。これにより、整流用途などの順方向で使う際の電力損失とSBDで最も懸念される熱暴走(*4)リスクを低減します。これらの特長により、発熱しやすい車載LEDヘッドランプの駆動回路やxEV用DC-DCコンバータなど、高速スイッチングを行うアプリケーションに最適です。

トレンチMOS構造の一般品と新製品で比較したtrr

なお、新製品は、2023年12月から全製品を量産（サンプル価格：300円～/個：税抜）しており、サンプルは、コアスタッフオンライン、チップワンストップなどから購入可能です。

ローム製パワーSBD ラインアップ

背景

さまざまな種類があるダイオードの中でも、高効率なSBDは各アプリケーションでの採用が増加しています。特に、トレンチMOS構造のSBDは、プレーナ構造のSBDに比べてVFが低くなるため、整流用途などで高効率を実現可能です。一方、一般的なトレンチMOS構造の場合、プレーナ構造よりもtrrは悪化するため、スイッチング用途で使う時の電力損失が大きくなることが課題でした。これに対してロームは、独自のトレンチMOS構造を採用し、トレードオフの関係にあるVFとIRを同時に低減した上で、業界最高クラスのtrrも実現したYQシリーズを開発しました。今後もロームは、低耐圧から高耐圧まで、半導体デバイスの品質向上に努めるとともに、特長あるラインアップの強化を進め、アプリケーションのさらなる小型化、低消費電力化に貢献していきます。
ニュースリリースページ：https://www.rohm.co.jp/news-detail?news-title=2023-12-21_news_sbd&defaultGroupId=false

SBDのトレンチMOS構造について

トレンチMOS構造は、エピウエハ層にポリシリコンで溝（トレンチMOS）を形成した構造であり、電界集中を緩和することが可能です。これにより、エピウエハ層の低抵抗化が可能となることから、順方向印加時においては低VF化を実現します。また、逆方向印加時においては、電界集中を緩和できるため、低IR化を実現します。前述した「YQシリーズ」は、このトレンチMOS構造の採用により、従来品比でVFを約7％、IRを約82％改善しています。
一方、一般的なトレンチMOS構造では、寄生容量（デバイス中の抵抗成分）が大きくなるため、プレーナ構造に比べてtrrが悪化します。「YQシリーズ」は、VFとIRの改善に加えて、独自の構造設計により、trrも業界最高クラスの約15nsを達成。スイッチング時の損失を約26％低減可能なため、アプリケーションの低消費電力化に貢献します。

トレンチMOS構造について

対応アプリケーション例

・車載LEDヘッドランプ
・xEV用DC-DCコンバータ
・産業機器電源
・照明

ラインアップ表

SBD「YQシリーズ」ラインアップ表

サポートページ及びドキュメント情報

ロームの公式Webでは、新製品の回路での優位性を示したアプリケーションノートや、新製品を含むSBD各シリーズの特長を示したホワイトペーパーを公開しています。SBD製品ページでは、耐圧条件などを入力することで、製品の絞り込みも可能なため、設計時のスムーズな製品選定に貢献します。詳細は下記URLをご覧ください。