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Transistores de potencia QJT Bizen® en encapsulado TO247

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Bizen®, la nueva tecnología disruptiva de proceso de obleas, ha sido verificada mediante resultados de obleas físicas y calibración para ofrecer los mismos niveles de voltaje, velocidades de conmutación y rendimiento de gestión de potencia de los dispositivos con amplia brecha de bandas (bandgap), afirman los desarrolladores Search For The Next (SFN).

Los primeros dispositivos en usar Bizen son miembros de la familia QJT (Quantum Junction Transistor) que incluirá tres partes clasificadas en 1200V / 75A, 900V / 75A y 650V / 32A, disponibles en los encapsulados MOSFET de potencia TO247 o TO263 estándar de la industria. De extrema importancia es que estos dispositivos se pueden fabricar utilizando sustratos de silicio estándar en líneas convencionales de procesamiento de silicio de geometría más grande.

Según explica David Summerland, CEO y fundador de Search For The Next (SFN), con sede en Nottingham, que inventó la tecnología Bizen: “Para obtener este nivel de rendimiento de los MOSFET tradicionales basados ​​en silicio, el tamaño del dispositivo debe ser mucho mayor. Se pueden lograr 1200V / 75A en un encapsulado TO247 utilizando materiales de amplia brecha de ancha (bandgap) como el carburo de silicio, pero este enfoque tiene otros problemas bien conocidos. El SiC, por ejemplo, tarda mucho más en procesarse y tiene una huella de carbono de fabricación significativa. Además, independientemente de las hojas de ruta, el SiC no escala como el silicio, y el argumento económico de que el SiC puede coincidir con el silicio no tiene en cuenta los avances que Bizen ha hecho posible. Por el contrario, los datos que hemos obtenido de las pruebas de obleas físicas demuestran que al usar Bizen en sustratos de silicio, nuestros QJT ofrecen el mismo rendimiento que SiC o GaN. Sin embargo, el equipo de producción necesario para fabricar un QJT es exactamente el mismo que el de un MOSFET de silicio estándar, y el proceso Bizen no añade complejidad de fabricación adicional ”.

Bizen aplica la mecánica cuántica a un proceso de oblea bipolar tradicional. El resultado es un dispositivo muy resistente y fiable con la herencia y el pedigrí de la tecnología de silicio bipolar tradicional. Bizen también reduce los plazos de entrega de 15 semanas, típico de la integración de MOS para crear CMOS de integración a gran escala, en menos de dos semanas y reduce a la mitad el número de capas de proceso; los nuevos QJT utilizan estas mismas ocho capas y proceso de oblea.

Las pruebas de obleas también muestran que el proceso Bizen muestra una ganancia de corriente efectiva de más de 1 millón. Esto permitirá la conexión directa entre el transistor de potencia QJT de 1200V / 75A y un puerto de salida de CPU de baja tensión y baja corriente, como un PWM. Summerland concluye: “El QJT es el primer dispositivo de potencia en la hoja de ruta de la familia Bizen. Esto conducirá en breve al PJT (Processor Junction Transistor), un dispositivo Bizen integrado con su propio procesador que también se puede producir en un ciclo de fabricación de ocho días, anunciando una nueva era de dispositivos de potencia inteligentes ".

SFN también ha publicado otras métricas de rendimiento comparativas para una pieza de 1200 V / 100 A, también en TO247, que se encuentra en su hoja de ruta a corto plazo. Las pérdidas a la corriente nominal serán un cuarto (<300 mV) de las exhibidas por el dispositivo SiC, y su capacitancia de entrada también será de cuatro a cinco veces menor (<1pF).

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