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La electrónica de potencia siempre ha sido un campo importante en la ingeniería eléctrica, pero recientemente su importancia ha ocupado un lugar central en campos como los vehículos solares y eléctricos que están ganando tracción. En el corazón de estas industrias florecientes hay una innovación importante en la tecnología de dispositivos: los MOSFET de carburo de silicio (SiC).
Los MOSFET de SiC, especialmente los MOSFET de 1200 V, se han diseñado teniendo en cuenta la eficiencia energética. De acuerdo con Littelfuse y Power Semiconductors, son elogiados por sus bajas resistencias de encendido, tiempos de conmutación rápidos y altos voltajes de ruptura. Los tiempos de conmutación rápidos y el bajo RDS (encendido) permiten una disminución de la disipación de energía cuando se opera. Los altos voltajes de ruptura permiten que el MOSFET funcione en condiciones de potencia extrema sin fallar. Combine estos tres y obtendrá un dispositivo útil para sistemas de alta potencia.
Solo en las últimas semanas, varias compañías han lanzado nuevas generaciones de sus MOSFET de SiC. Por el bien de este artículo, veremos los MOSFET SiC de la serie N de Mitsubishi, los MOSFET SiC de cuarta generación de ROHM Semiconductor y el lanzamiento más reciente de SiC MOSFET de Alpha y Omega Semiconductor.

MOSFET de la serie N de Mitsubishi

Mitsubishi Electric, una compañía orientada a EV, dio la noticia de sus nuevos MOSFET de la serie N hace aproximadamente un mes. En sus palabras, esta innovación permitirá "un bajo consumo de energía y una miniaturización de los sistemas de suministro de energía, como los cargadores a bordo de EV".

El MOSFET de la serie N de Mitsubishi mide 40 mm. Imagen utilizada por cortesía de Mitsubishi Electric

La serie N tiene un RDS (encendido) tan bajo como 22 mΩ y una corriente máxima de 102 A. Se dice que este dispositivo mejora el consumo de energía en los sistemas de suministro de energía en un 85% en comparación con los Si-IGBT convencionales. Según Mitsubishi Research, estas especificaciones le dan a la serie N una cifra de mérito líder en la industria de 1,450 mΩ · nC.

MOSFET SiC de 4ta generación de ROHM

Con la introducción de sus MOSFET SiC de cuarta generación, ROHM Semiconductor ofrece una reducción del 40% en RDS (on) en comparación con su tercera generación.

MOSFET SiC de 4.a generación de ROHM RDS (encendido) frente a VGS. Imagen utilizada por cortesía de ROHM Semiconductor

Con un VGS de 15 V, estos MOSFET reclaman un RDS (encendido) tan bajo como 14 mΩ. Inherentemente, la reducción de RDS (activado) conduce a capacidades parasitarias más grandes, una compensación importante a tener en cuenta.
Sin embargo, ROHM afirma haber reducido su capacidad de drenaje de compuerta para lograr una disminución del 50% en la pérdida de conmutación en comparación con los productos convencionales. Como esta noticia es tan reciente, muchas especificaciones, como IDmax y figura de mérito, aún no se han publicado. De todos modos, muchas de las impresionantes especificaciones de la nueva generación muestran una gran promesa en aplicaciones de energía.

Alpha y Omega's SiC MOSFET

Finalmente, el lanzamiento más reciente de SiC de Alpha y Omega Semiconductor también ofrece mejoras interesantes. Ya en producción, su AOK065V120X2 ofrece especificaciones tales como un RDS (encendido) de 65 mΩ a un VGS de 15 V. Estos MOSFET están especificados para tener una corriente nominal máxima de 85 A.

Alpha y Omega Semiconductor's SiC MOSFET RDS (encendido) vs. temperatura. Imagen utilizada por cortesía de Alpha y Omega Semiconductor

Si bien estas especificaciones no son tan impresionantes como lo que ofrecen tanto ROHM como Mitsubishi, la noticia sigue siendo significativa. Primero, la noticia representa la entrada de Alpha y Omega en el mercado de SiC. En segundo lugar, es el único dispositivo de los tres que se encuentra actualmente en producción. Las noticias sobre el dispositivo de ROHM tienen solo un día de antigüedad, y Mitsubishi afirma que los envíos de muestras comenzarán este julio.

Analizando los tres

Si bien los MOSFET SiC de cuarta generación de ROHM parecen presumir de las especificaciones más impresionantes (por lo que sabemos), cualquiera de estos nuevos dispositivos ofrece mejoras significativas sobre sus predecesores. Cada dispositivo ofrece enormes beneficios en aplicaciones de alta potencia en las que un MOSFET de silicio convencional no es suficiente.
Como resultado, industrias como la solar y la EV podrían ver notables beneficios en forma de ahorro de energía y, en consecuencia, sistemas más pequeños. Los dispositivos más pequeños y más eficientes en energía a menudo representan ahorros de costos y una huella ecológica.

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¿Trabajas a menudo con SiC MOSFET? En su experiencia, ¿cuáles son las virtudes de estos dispositivos sobre sus contrapartes de silicio? Comparte tus pensamientos en los comentarios a continuación.