München / Dallas, Texas, 21. März 2006 – Die Infineon Technologies AG hat heute auf der Leistungselektronikmesse APEC (Applied Power Electronics Conference and Exposition) die zweite Generation seiner auf Siliziumkarbid (SiC)-Technologie basierenden Schottky-Dioden vorgestellt. Mit der neuen thinQ! 2G-Familie verbessert das Unternehmen, das als weltweit erstes SiC-Schottky-Dioden auf den Markt brachte, deren sehr gutes, für PFC (Leistungsfaktorkorrektur)-Applikationen optimiertes Schaltverhalten weiter. Die neuen SiC-Dioden haben im Vergleich zu ihrer Vorgängergeneration eine mindestens doppelt so hohe Stromstoßfestigkeit und verbesserte Robustheit. Außerdem sind sie auf wesentlich höhere Einschaltströme und transiente Strompulse ausgelegt. Im Unterschied zu anderen Hochspannungs-SiC-Schottky-Dioden müssen Systementwickler und Stromversorgungshersteller für eine gegebene Anwendung daher die Dioden nicht mehr überdimensionieren. Es lassen sich bei gleichzeitig erhöhter Zuverlässigkeit kleinere und preisgünstigere SiC-Dioden mit einem Einsparpotenzial von 30 bis 50 Prozent der Diodenkosten einsetzen.

 

„Mit den SiC-Schottky-Dioden von Infineon können Hersteller von Schaltnetzteilen ihre Systemkosten reduzieren“, sagte Dr. Gerald Deboy, Leiter des Technischen Marketings für Power Management & Supply bei Infineon Technologies. „Geringere Schaltverluste und höhere Schaltfrequenzen ermöglichen den Einsatz von kleineren, und damit billigeren passiven Komponenten sowie kostengünstigeren Transistoren. Wir gehen außerdem davon aus, dass mit unserer zweiten Generation schon bei deutlich geringeren Leistungsbereichen als bisher SiC-Dioden eingesetzt werden.“

 

SiC-Schottky-Dioden eignen sich besonders für PFC-Applikationen. Der PFC-Markt wird wesentlich durch gesetzliche Regelungen bestimmt. Die europäische Richtlinie EN61000-3-2 beispielsweise schreibt die Begrenzung der Oberschwingungen bei Schaltnetzteilen mit Leistungen über 75 W vor, was den Einsatz einer PFC-Stufe erfordert. Laut Schätzungen (Darnell Group 2006) sollen im Jahr 2006 weltweit rund 1,2 Milliarden Geräte die PFC-Stufe nutzen. In 2011 sollen es etwa 2,1 Milliarden Geräte sein. Das entspricht einem durchschnittlichen jährlichen Wachstum von 12,3 Prozent. PFC-geregelte Stromversorgungen kommen in Computern, Konsumer- und Kommunikationsgeräten, Lampenvorschaltgeräten oder industriellen Applikationen zum Einsatz.

 

Im Gegensatz zu konventionellen Silizium-PIN-Dioden, die markante Rückströme aufweisen, gibt es bei SiC-Schottky-Dioden keine Rückstromspitze („Reverse Revocery“-Current). Da das Schaltverhalten der SiC-Diode unabhängig von Laststrom, Stromänderung und Temperatur ist, sind die Schaltverluste sehr gering. Geringe Schaltverluste sind eine Voraussetzung für einen Betrieb mit hohen Schaltfrequenzen. Mit Einführung von Infineons thinQ! 2G SiC-Schottky-Diode, die mit ihrer PIN-Schottky-Struktur die Überstrom- und Überspannungscharakteristik beträchtlich verbessern, steht ein nahezu ideales Bauteil für PFC-Anwendungen zur Verfügung.

 

 

Muster der neuen SiC-Schottky-Dioden von Infineon mit Sperrspannungen von 600 V (4 A, 5 A, 6 A, 8 A, 2 x 5 A, 2 x 6 A, 2 x 8 A) im kompakten TO- (Transistor Outline) 220-Gehäuse und TO-252-Gehäuse (D-Pak, MSL3) sind verfügbar. Bei Stückzahlen von 10.000 beträgt der Einzelstückpreis z. B. für die SiC-Schottky-Diode IDT04S60C (4A) weniger als 1,50 Euro (weniger als 1,80 US-Dollar).

 

 

Siliziumkarbid ist ein ideales Material für Leistungshalbleiter mit hohen Sperrspannungen. Es bietet eine höhere Schottky-Barriere sowie eine deutliche höhere Durchbruchfeldstärke im Vergleich zu anderen Schottky-Dioden. Seine thermische Leitfähigkeit ist der von Kupfer vergleichbar. Diese Materialeigenschaften zeigen sich in geringen Leckströmen, geringem On-Widerstand und hohen Stromdichten. Während Schottky-Dioden aus Silizium oder Gallium-Arsenid nur Sperrspannungen von 200 bis ca. 250 Volt ermöglichen, werden mit Siliziumkarbid Sperrspannungen von 1000 V und mehr erreicht.

 

Für aktive PFC-Schaltungen werden meist Boost-Konverter eingesetzt. Bei allen Lösungen zur aktiven Leistungsfaktorkorrektur gibt es prinzipiell zwei Möglichkeiten der Realisierung: nicht kontinuierlicher Stromfluss („Discontinous Current Mode“, DCM) und kontinuierlicher Stromfluss („Continous Current Mode“, CCM). Die CCM-Lösung benötigt zwar eine schnell schaltende Diode, bietet jedoch Vorteile wie beispielsweise kleinere Spitzenströme als im DCM-Fall, so dass kleinere passive und aktive Komponenten und EMI-Filter eingesetzt werden können. Durch den Einsatz der SiC-Schottky-Dioden von Infineon in PFC-Applikationen ergeben sich für Entwickler von Schaltnetzteilen verschiedene Vorteile: eine mindestens zweimal höhere Stromstoßfestigkeit, höhere Schaltfrequenzen, den Einsatz kleinerer passiver Komponenten, verbesserter Wirkungsgrad sowie Einsparung oder Wegfall von Kühlkörpern und höhere Leistungsdichten.

 

Weiter Informationen zu den SiC-Schottky-Dioden von Infineon erhält man unter: www.infineon.com/sic