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近期，羅姆公司發(fā)布了一款 200V 肖特基勢(shì)壘二極管（簡(jiǎn)稱(chēng)“SBD”），其實(shí)二極管是一款非常普通的電子元器件，在整流電路、檢波電路、穩(wěn)壓電路，以及各種調(diào)制電路中被廣泛應(yīng)用。然而如果能夠把二極管做到極致也非常不一般，ROHM 半導(dǎo)體（北京）有限公司技術(shù)中心所長(zhǎng)水原德健介紹，“羅姆的二極管產(chǎn)品全球市場(chǎng)占比可以達(dá)到 10%左右，在車(chē)載市場(chǎng)全球占比可達(dá)到 20%，位居第一。肖特基二極管銷(xiāo)售額占整體銷(xiāo)售額的 8%左右?！?/p>

根據(jù)電流和電壓的劃分，二極管分為 TVS（齊納二極管）、肖特基二極管、整流二極管，以及 SiC 肖特基二極管等種類(lèi)。其中小電壓、小電流一般采用 TVS，小電壓、大電流采用肖特基二極管，大電壓、大電流采用整流二極管、快速恢復(fù)二極管，再往上高電壓的情況下采用 SiC 肖特基二極管。

ROHM 半導(dǎo)體（北京）有限公司技術(shù)中心所長(zhǎng)水原德健先生

尤其是隨著電動(dòng)汽車(chē)的發(fā)展，汽車(chē)電氣化程度越來(lái)越高，在整個(gè)汽車(chē)中，除了電池電機(jī)以外，從攝像頭到主機(jī)逆變器全部都需要肖特基二極管，那么，一輛車(chē)上會(huì)用多少個(gè)肖特基二極管？水原德健介紹，“一個(gè) ECU 會(huì)用 3-4 顆，一輛車(chē)上大約有 100 個(gè) ECU，由此可見(jiàn)，僅 ECU 應(yīng)用一輛車(chē)就需要 300-400 個(gè)肖特基二極管?！?/p>

近年來(lái)，在 48V 輕度混合動(dòng)力等驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)中，將電機(jī)和外圍部件集成于 1 個(gè)模塊的“機(jī)電一體化”已成為趨勢(shì)技術(shù)，能夠在高溫環(huán)境下工作的高耐壓、高效率超低 I_R肖特基勢(shì)壘二極管的需求日益高漲。另一方面，在以往使用 150V 產(chǎn)品的系統(tǒng)中，高性能化和高可靠性要求越來(lái)越嚴(yán)格，因此要求 SBD 要具有更高的耐壓性能。面向包括 xEV 在內(nèi)的動(dòng)力傳動(dòng)系統(tǒng)等車(chē)載系統(tǒng)，羅姆開(kāi)發(fā)了 200V 耐壓的 SBD“RBxx8BM200”“RBxx8NS200” 。

同時(shí)滿(mǎn)足高功效和小型化

羅姆的肖特基二極管包含四個(gè)系列：超低 VF 系列（RBS）、超低 IR 系列（RBxx8 系列）、低 VF 中 IR 系列（RBR 系列）、中 VF 低 IR 系列（RBQ 系列），其中 RBS 系列主要應(yīng)用于超低損耗整流、反接保護(hù)和外置 LCD 背光等 LED 驅(qū)動(dòng)器電路；RBR 系列和 RBQ 系列主要用于 AC-DC/DC-DC 電路二次整流、續(xù)流二極管和反接保護(hù)；RBxx8 系列主打超低 IR。

水原德健介紹，“目前，200V 產(chǎn)品還是主要采用快速恢復(fù)二極管或者整流二極管，但是封裝很大，芯片尺寸響應(yīng)得也就很大，如果采用肖特基二極管，封裝會(huì)變小，芯片尺寸也會(huì)變小，比如 DPAK、D2PAK 貼片式產(chǎn)品，可以節(jié)省更多空間，而且羅姆的產(chǎn)品全部支持 AEC-Q101，都是對(duì)應(yīng)車(chē)載的產(chǎn)品，在車(chē)載上可以高溫運(yùn)轉(zhuǎn)，更節(jié)能，更小型化?！?/p>

相對(duì)于羅姆的普通產(chǎn)品，RBxx8 系列產(chǎn)品的 I_R大約降低 90%，可實(shí)現(xiàn)高達(dá) 200V 的耐壓，從而可將以往在需要 200V 耐壓的車(chē)載系統(tǒng)中使用的 FRD 替換為 SBD。RBxx8BM/NS200 與 FRD 產(chǎn)品相比，VF 特性可降低約 11％，有助于應(yīng)用的低功耗化。而且更低 V_F可抑制發(fā)熱量，因此與以往產(chǎn)品相比，可實(shí)現(xiàn)同一尺寸小型封裝設(shè)計(jì)。

水原德健還表示，“目前，中等功率封裝品也在開(kāi)發(fā)中，未來(lái)，曾經(jīng)使用的 5.9×6.9mm 尺寸 FRD 產(chǎn)品將能夠被替換為 2.5×4.7mm 的小型封裝產(chǎn)品，安裝面積可削減 71%?！?/p>

IR降低90%秘訣在于金屬材料

當(dāng)聽(tīng)說(shuō) RBxx8 系列的 IR 相對(duì)于羅姆的普通系列產(chǎn)品降低了 90%時(shí)，筆者非常吃驚。在發(fā)布會(huì)現(xiàn)場(chǎng)，記者們就這一問(wèn)題進(jìn)行了多次提問(wèn)：是什么原因讓 RBxx8 系列的 IR 降低了 90%？

水原德健解釋?zhuān)败?chē)載和電源設(shè)備對(duì)高效肖特基的需求越來(lái)越高，但是和普通 FRD 相比，肖特基的 IR 又偏高，很難穩(wěn)定運(yùn)行，因此要想辦法把肖特基的 IR 降下來(lái)。怎樣才能把肖特基的 IR 降下來(lái)？我們最主要改善了 SBD 里面一個(gè)專(zhuān)用阻擋金屬，F(xiàn)RD 是‘半導(dǎo)體+半導(dǎo)體’，但是肖特基是‘半導(dǎo)體+金屬’，我們改變了肖特基里面金屬的特性，IR 就降下來(lái)了。IR 降低之后，SBD 可以在高溫環(huán)境下穩(wěn)定運(yùn)轉(zhuǎn)，不會(huì)出現(xiàn)熱失控。所謂熱失控就是隨著漏電流升高，溫度升高，溫度越高，漏電流越大，溫度一直上升，就會(huì)形成惡性循環(huán)。IR 改善之后就不再有熱失控。在汽車(chē)?yán)镫m然溫度升高，但不會(huì)一直升高。”

筆者又追問(wèn)了一下生產(chǎn)工藝是否有什么改變？水原德健表示，“生產(chǎn)工藝沒(méi)有改變，是肖特基二極管中的金屬材料從普通材料換成了白金材料?！?/p>

最后，水原德健強(qiáng)調(diào)，“現(xiàn)在 200V 的產(chǎn)品封裝以 DPAK、D2PAK 為主，接下來(lái)會(huì)把 DPAK 和 D2PAK 做到更小，采用 TO-277?，F(xiàn)有的 PMDS，SMC、SMA 產(chǎn)品用 PMDE，更小型化、模型化的封裝做，努力在保持相同特性的前提下，把封裝越做越小，把產(chǎn)品線(xiàn)越做越多?！?/p>

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