关于1200V耐压IGBT“RGS系列”性能分析

全球知名半导体制造商ROHM（总部位于日本京都）新推出四款支持汽车电子产品可靠性标准AEC-Q101※1）的1200V耐压IGBT“RGS系列”产品。

该系列产品非常适用于电动压缩机※2）的逆变器电路和PTC加热器※3）的开关电路，而且传导损耗更低※4），达到业界领先水平，非常有助于应用的小型化与高效化。

另外，加上已经在量产中的650V产品，该系列共拥有11种机型，产品阵容丰富，可满足客户多样化需求。

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该系列产品已于2019年1月份开始暂以月产100万个的规模投入量产（样品价格750日元～／个，不含税）。

前期工序的生产基地为LAPIS Semiconductor Miyazaki Co., Ltd.（日本宫崎县），后期工序的生产基地为ROHM Integrated Systems （Thailand）（泰国）。

近年来

随着环保意识的提高和燃油价格的飙升，电动汽车的市场需求不断增长。搭载引擎的传统车辆，压缩机的动力源为引擎，而随着电动车辆的增加，压缩机日益电动化，而且其市场规模也在不断扩大。

另外，以往汽车空调制热，是利用引擎运行的废热；如今以PTC加热器为热源使温水循环制热的系统等的需求也在日益增加。由于驱动频率较低，这些应用的逆变器电路和开关电路中所使用的半导体主要是IGBT。尤其是在电动汽车中，压缩机和加热器的功耗会影响续航距离，因此需要更高的效率。

另一方面，为了延长电动汽车（EV）的续航距离，所配置电池的容量也呈日益增加趋势。特别是在欧洲，采用高电压（800V）电池的汽车越来越多，这就需要更高耐压且更低损耗的功率元器件。因此，除650V耐压的IGBT产品外，对1200V耐压IGBT的需求也日益高涨。

在这种背景下，ROHM开发出满足汽车电子产品可靠性标准AEC-Q101的1200V耐压产品，与650V耐压产品共同构成了丰富的产品阵容。RGS系列实现了业界领先的低传导损耗（Vce(sat.)），非常有助于应用的小型化和高效化。

此外，1200V耐压产品的短路耐受※5）时间为10μsec（Tj=25℃），即使在要求高可靠性的车载领域也可放心使用。

产品特点   

1.   业界领先的低传导损耗

通过优化器件结构，在1200V耐压级别将传导损耗（VCE(sat.)）降至1.70V（typ Tj=25℃），与其他公司同等产品（1200V、40A产品）相比，传导损耗改善了约10～15%。

尤其是在电动压缩机和PTC加热器中，由于驱动频率较低，故对传导损耗的重视程度高于开关特性，RGS系列的出色表现已经获得客户的高度好评。

2.  产品阵容丰富，满足客户多样化需求

此次推出的四款1200V耐压产品，加上量产中的650V耐压产品，共11种机型。产品阵容中包括IGBT单品和续流二极管※6）内置型两种类型的产品，客户可根据需求自由选用。

目标电路示例

★ 电动压缩机

★ PTC加热器

术语

解说

※1）汽车电子产品可靠性标准AEC-Q101

AEC是Automotive Electronics Council的缩写，是大型汽车制造商和美国大型电子元器件制造商联手制定的汽车电子元器件的可靠性标准。Q101是专门针对分立半导体元器件（晶体管、二极管等）制定的标准。

※2）电动压缩机

内置电机的压缩机。主要用于混合动力汽车和电动汽车等的空调中。

※3）PTC（Positive Temperature Coefficient：正温度系数）加热器

电流流过PTC元件使之产生热量。低温时会流过大电流，产生大量热量，随着发热量的增加，电阻值增大，电流受限，从而抑制发热量。利用这些特性，可加热空气和水，并使之循环，从而成为制热用的热源。

※4）传导损耗

MOSFET和IGBT等晶体管因元器件结构的缘故，在电流流动时会发生电压下降。传导损耗是因这种元器件的电压下降而产生的损耗。

※5）短路耐受能力

对于引起元器件损坏的短路（用低阻值的电阻器连接电子电路的两点）的耐受能力。

※6）续流二极管

当电流在线圈中流动时，能量被存储为磁场，因此即使在开关关断时也会产生电压以保持磁场，为了防止这种情况，与开关元件并联插入的二极管。