보다 높은 전력밀도를 달성하고 엄격한 효율 규제 및 시스템 가동시간 요구사항을 충족시키기 위해서 산업 및 전력 전자장치 설계자들은 자신들의 설계에서 지속적으로 전력손실을 낮추고 신뢰성을 향상시키기 위해서 고군분투하고 있다. 하지만, 재생 가능 에너지, 산업용 모터 드라이브, 고밀도 전력공급기, 차량, 다운-홀(down-hole) 등과 같은 응용처에서 이러한 중요한 설계 성능을 향상시키는 것은 설계를 복잡하게 만들 수 있을 뿐만 아니라 전체 시스템 비용을 증가시킬 수 있다.

설계자들이 이러한 기술적 과제들을 해결할 수 있도록 지원하기 위해서 세계적인 고성능 전력 및 모바일 반도체 솔루션 선도 공급업체인 페어차일드 반도체(NYSE: FCS)가 전력 변환 시스템에 최적화된 SiC(silicon carbide) 기술 솔루션을 발표함으로써 혁신적인 고성능 전력 트랜지스터 기술 분야에 대한 자사의 선도적인 지위를 확대했다.

성공을 위한 페어차일드의 SiC 솔루션

자사의 제품 믹스에 SiC 기반 제품들을 출시함으로써 페어차일드는 혁신적인 고성능 전력 트랜지스터 기술 분야에 대한 자사의 제품 리더쉽을 재강화했다.

페어차일드의 SiC 분야에 대한 역량은 다음과 같다.

·방대한 반도체 디바이스 및 모듈 패키징 기술을 활용한 최적화된 준표준 및 고객 맞춤 기술 솔루션
·부품을 최소화하면서 엔지니어링 시간을 단축시키는 기능 통합 및 설계 지원 자원을 통해 엔지니어링 기술과제들을 간편화하는 첨단 기술
·선도적인 소자 기술들을 크기, 비용, 전력 이점 등을 제공하는 더 작은 크기의 첨단 패키지에 탑재함으로써 기기 제조업체 및 칩셋 공급업체 요구 충족

페어차일드 SiC 포트폴리오에서 출시되는 첫 번째 제품 중에서 고효율, 고전류 밀도, 강건성, 간편한 고온동작 등을 제공하는 첨단 SiC BJT(bipolar junction transistor) 제품군이다. 매우 효율적인 트랜지스터를 사용함으로써 페어차일드의 SiC BJT는 상대적으로 낮은 도전 및 스위칭 손실(30%에서 50%까지의 범위 지원) 특성으로 인해 보다 높은 스위칭 주파수를 지원하여 동일한 시스템 크기에서 최대 40%까지 향상된 출력 전력을 제공한다.

크기가 보다 작은 인덕터, 커패시터, 히트싱크 등을 사용할 수 있도록 지원하기 때문에 이러한 강건한 BJT는 전체 시스템 비용을 최대 20%까지 절감시킬 수 있다. 한층 더 높은 효율과 탁월한 단락 회로 및 역 바이어스 안전 동작 영역을 제공하는 성능 수준을 통해 이들 업계 선도적인 SiC BJT는 고전력 변환 애플리케이션의 전력관리를 최적화시키는 데 있어서 중요한 역할을 담당하게 될 것이다.

페어차일드는 완벽한 SiC(silicon carbide) 솔루션의 일부로서 페어차일드의 첨단 SiC BJT와 함께 사용할 경우에 스위칭 손실을 감소시키고 신뢰성을 향상시키기 위한 증가된 스위칭 속도를 지원할 뿐만 아니라 설계자들이 SiC 기술을 자신의 애플리케이션에서 간편하게 구현할 수 있도록 지원하는 “플러그-앤-플레이” 디스크리트 드라이버 보드(15A 및 50A 버전) 역시 개발했다. 설계자들이 SiC 디바이스를 사용하여 설계하는 데 있어서 반드시 필요한 추가적인 정보를 제공하는 애플리케이션 노트와 특정한 노트와 특정한 애플리케이션 요구 사항을 충족시키기 위한 드라이버 보드 개발을 지원하는 레퍼런스 설계 역시 페어차일드를 통해 제공되기 때문에 설계 시간을 줄이고 시장 출시일정을 단축시킬 수 있다.

SiC BJT와 다른 SiC의 비교

전례 없는 가장 효율적인1200 V 전력 변환 스위치 제공
·스위칭, 도전 및 구동 손실 등을 포함해 최저 전체 손실 특성을 제공한다.
·주어진 동일 RON 에서, 모든 1200V 소자 중에서 최저중에서 최저 스위칭 손실 특성을 제공한다.

손쉬운 구동
·정상 오프(normally-off) 특징은 설계를특징은 설계를 제한하는 위험, 복잡성, 성능을 낮춘다.
·과전압 및 과소전압 피크에 대해 민감하지 않은 안정적인 베이스 입력(base input)을 지원한다.

강건성 및 신뢰성
·높은 정격의 동작 온도: Tj=175°C
·RON에 대한 양의 온도 계수 및 이득에 대한 음의 온도 계수 특성으로 인해 간편하게 병렬로 사용할 수 있다.
·안정적이고 강건한 Vbe 순방향 전압과 역저지(reverse blocking) 성능을 제공한다.

패키지 및 가격 정보 (1,000개 공급물량 기준)

페어차일드의 SiC BJT는 TO-247 패키지로 제공되며, 엔지니어링 샘플이 현재 인증 고객을 대상으로 제공되고 있다.
전력 반도체 디바이스에 대한 페어차일드의 전문기술은 성장하고 있는 SiC 시장에 이상적으로 대응한다. 페어차일드의 SiC 제품 포트폴리오는 경쟁 제품들이 제공하지 않는 속도, 유연성, 전체 성능 이점 등을 제공할 것이다. 성공을 위한 솔루션을 제공하기 위해 노력의 일환으로 페어차일드는 혁신, 서비스, 탁월한 제조 능력 등에 중점을 두고 탁월한 멀티-마켓 반도체 제품들을 제공하기 위해 고객들과 지속적으로 협력하고 있다.

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