罗姆发布漏极电流下降90%的肖特基二极管

     近期，罗姆公司发布了一款200V肖特基势垒二极管(简称“SBD”)，其实二极管是一款非常普通的电子元器件，在整流电路、检波电路、稳压电路，以及各种调制电路中被广泛应用。然而如果能够把二极管做到极致也非常不一般，ROHM半导体(北京)有限公司技术中心所长水原德健介绍，“罗姆的二极管产品全球市场占比可以达到10%左右，在车载市场全球占比可达到20%，位居第一。肖特基二极管销售额占整体销售额的8%左右。”

　　根据电流和电压的划分，二极管分为TVS(齐纳二极管)、肖特基二极管、整流二极管，以及SiC 肖特基二极管等种类。其中小电压、小电流一般采用TVS，小电压、大电流采用肖特基二极管，大电压、大电流采用整流二极管、快速恢复二极管，再往上高电压的情况下采用SiC肖特基二极管。

　　尤其是随着电动汽车的发展，汽车电气化程度越来越高，在整个汽车中，除了电池电机以外，从摄像头到主机逆变器全部都需要肖特基二极管，那么，一辆车上会用多少个肖特基二极管？水原德健介绍，“一个ECU 会用3-4颗，一辆车上大约有 100个ECU，由此可见，仅ECU 应用一辆车就需要300-400个肖特基二极管。”

　　近年来，在48V轻度混合动力等驱动系统中，将电机和外围部件集成于1个模块的“机电一体化”已成为趋势技术，能够在高温环境下工作的高耐压、高效率超低IR肖特基势垒二极管的需求日益高涨。另一方面，在以往使用150V产品的系统中，高性能化和高可靠性要求越来越严格，因此要求SBD要具有更高的耐压性能。面向包括xEV在内的动力传动系统等车载系统，罗姆开发了200V耐压的SBD“RBxx8BM200”“RBxx8NS200” 。

　　同时满足高功效和小型化

　　罗姆的肖特基二极管包含四个系列：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系列主要应用于超低损耗整流、反接保护和外置LCD背光等LED驱动器电路；RBR系列和RBQ系列主要用于AC-DC/DC-DC电路二次整流、续流二极管和反接保护；RBxx8系列主打超低IR。

　　水原德健介绍，“目前，200V产品还是主要采用快速恢复二极管或者整流二极管，但是封装很大，芯片尺寸响应得也就很大，如果采用肖特基二极管，封装会变小，芯片尺寸也会变小，比如DPAK、D2PAK贴片式产品，可以节省更多空间，而且罗姆的产品全部支持AEC-Q101，都是对应车载的产品，在车载上可以高温运转，更节能，更小型化。”

　　相对于罗姆的普通产品，RBxx8系列产品的IR大约降低90%，可实现高达200V的耐压，从而可将以往在需要200V耐压的车载系统中使用的FRD替换为SBD.RBxx8BM/NS200与FRD产品相比，VF特性可降低约11%，有助于应用的低功耗化。而且更低VF可抑制发热量，因此与以往产品相比，可实现同一尺寸小型封装设计。

　　水原德健还表示，“目前，中等功率封装品也在开发中，未来，曾经使用的5.9×6.9mm尺寸FRD产品将能够被替换为2.5×4.7mm的小型封装产品，安装面积可削减71%。”

　　IR降低90%秘诀在于金属材料

　　当听说RBxx8系列的IR相对于罗姆的普通系列产品降低了90%时，笔者非常吃惊。在发布会现场，记者们就这一问题进行了多次提问：是什么原因让RBxx8系列的IR降低了90%？

　　水原德健解释，“车载和电源设备对高效肖特基的需求越来越高，但是和普通FRD相比，肖特基的IR又偏高，很难稳定运行，因此要想办法把肖特基的IR降下来。怎样才能把肖特基的IR降下来？我们最主要改善了SBD里面一个专用阻挡金属，FRD是‘半导体+半导体’，但是肖特基是‘半导体+金属’，我们改变了肖特基里面金属的特性，IR就降下来了。IR降低之后，SBD可以在高温环境下稳定运转，不会出现热失控。所谓热失控就是随着漏电流升高，温度升高，温度越高，漏电流越大，温度一直上升，就会形成恶性循环。IR改善之后就不再有热失控。在汽车里虽然温度升高，但不会一直升高。”

　　笔者又追问了一下生产工艺是否有什么改变？水原德健表示，“生产工艺没有改变，是肖特基二极管中的金属材料从普通材料换成了白金材料。”

　　最后，水原德健强调，“现在200V的产品封装以DPAK、D2PAK为主，接下来会把DPAK和D2PAK做到更小，采用TO-277。现有的PMDS，SMC、SMA产品用PMDE，更小型化、模型化的封装做，努力在保持相同特性的前提下，把封装越做越小，把产品线越做越多。”