永利集团宣布肖特基二极管白皮书， 助力汽车、工业和消费电子设备实现小型化和更低损耗！
1. 前言
近年来，随着电动汽车的加速以及物联网在工业设备、消费电子设备领域的普及，应用产品中搭载的半导体数量也与日俱增。其中，中等耐压的二极管因其能有效整流和�；さ缏罚还惴河τ迷诖邮只降缍刀ψ艹上低车戎种值缏泛土煊蛑校氲继宄逃览旁谡庑┝煊蛑幸丫涤薪救艘导ǎㄍ�1）。
图1. 永利集团在整流二极管和功率二极管领域的市场份额
VF（正向电压）和IR（反向电流）是二极管的重要性能指标，它们划分会影响到正向施加时的功率损耗和反向施加时的功率损耗。“理想的二极管”是VF和IR为0的二极管，也就是进行整流和开关事情时完全没有功率损耗的二极管。另外，VF和IR之间通常保存权衡关系，因此很难同时改善。并且，在实际的二极管中，当在开关事情期间关断二极管时，会爆发一些功率损耗（因为电流在trr时段内会反向流动）。
肖特基势垒二极管（以下简称“SBD”）的VF和trr低于其他类型的二极管，因此在整流电路和开关电路中使用这种二极管可以实现低损耗，然而由于其IR较大，保存发热量大于散热量，最终爆发热失控而造成损坏的危害。（图2）
图2. 在开关期间SBD和整流二极管的VF、IR比较
针对这种情况，永利集团开发出富厚的SBD系列产品群，客户可凭据种种应用的需求（强调VF照旧IR）选用产品。另外，还推出了更接近“理想二极管”的新系列产品，新产品不但同时改善了原来保存权衡关系的VF和IR特性，还实现了SBD业内超高品级的trr特性。本文将概括介绍永利集团在SBD领域的行动以及永利集团各系列SBD产品的特点。
（有关SBD的详细技术文档，请参阅以下文章。）
车载用肖特基二极管小型高散热封装[PMDE]的优越性
车载小型高效肖特基势垒二极管“RBLQ系列”的优势
2. SBD需要具备的性能及其生长趋势
图3为SBD产品相关的市场情况示例，展示了一辆汽车中搭载的ECU数量。随着ADAS（高级驾驶辅助系统）和自动驾驶技术的生长，一辆汽车中所搭载的ECU数量与日俱增，其中所用的二极管数量也在连续增加，预计未来还会继续增加。由于汽车无法提供凌驾其电池和发电性能力的电力，因此制造商需要低损耗（低VF）的二极管，并且越来越多地接纳VF和trr特性优异的SBD。而另一方面，燃油车的引擎外围电路、以及xEV的电池和电机外围电路是在高温情况中事情的，因此IR高的SBD的热失控危害成为直接关系到可靠性的重大课题。因此，在选择SBD时，要害在于如何在VF和IR之间取得平衡。
图3. 一辆汽车所搭载的ECU数量演变（永利集团视察数据）
在消费电子设备中，随着应用产品的功效越来越多，电路板密度也变得越来越高，甚至密度凌驾车载设备，因此需要更小型和超低损耗（超低VF）的SBD。另外，在工业设备应用中，其对高可靠性的要求与车载应用相同，并且由于应用产品的机型寿命较长，因此恒久稳定供应也很重要。综上所述，身为通用器件的SBD，在差别的领域和应用中，其生长趋势大不相同，制造商在其产品开发历程中，要求一些保存权衡关系（例如更低损耗和更高可靠性、更小型和更大电流）的特性同等精彩。为了满足如此广泛的需求，永利集团不绝推动相应产品的开发，并建立了以笔直统合型生产体系为中心的恒久稳定供应体系。在下一节中，将具体介绍永利集团的SBD产品阵容。
3. 永利集团 SBD系列产品阵容
永利集团最新的SBD产品有5个系列，客户可以凭据对VF和IR的差别重视水平，从富厚的产品阵容中选择合适的产品（图4）。另外，每个系列都有富厚的封装阵容，客户还可以凭据应用产品的性能要求选择小型封装（图5）。下页将对每种产品的特点划分展开介绍。
图4. 系列产品阵容
图5. 封装阵容
3-1.RBS系列 超低VF（耐压：20V）
该系列的VF最低，在主要用于正向电路中的损耗可大幅降低，很是适用于智能手机等使用电池低电压驱动的移动设备中的整流应用。
目标应用：条记本电脑、移动设备等
3-2.RBR系列 低VF（耐压：30V／40V／60V）
该系列为通用型产品，与相同尺寸的永利集团以往产品相比，VF特性降低约25%。在车载应用中，正向损耗很是少，因此作为要求更高效率的汽车信息娱乐系统和车载LED灯等的�；ざ埽苁鞘芙哟�。2021年8月，封装阵容中又新增了车载用超小型PMDE封装，可满足市场对更小封装的需求。
目标应用：车载信息娱乐系统、车载LED灯、车载ECU、条记本电脑等
3-3.RBQ系列 低IR（耐压：45V／65V／100V）
该系列利用永利集团自有的势垒形成技术，在VF特性与IR特性之间取得了良好的平衡。与永利集团以往产品相比，其反向功率损耗降低了60%，因此可以降低热失控危害，很是适用于需要在高温情况下运行的引擎ECU整流应用、高输出功率LED前照灯的�；びτ谩⒁约按蟮缌鞴ひ瞪璞傅缭吹扔τ�。
目标应用：xEV、引擎ECU、高输出功率LED前照灯、工业设备电源等
3-4.RBxx8系列 超低IR（耐压：30V／40V／60V／100V／150V／200V）
该系列产品具有超低IR，可以降低热失控危害，很是适用于需要在高温情况下运行的xEV电池和电机相关ECU、以及燃油车引擎ECU和变速箱ECU等的整流应用。该系列支持耐压高达200V，可以替换通常在这个耐压规模使用的整流二极管和快速恢复二极管，并可以大幅降低VF（与FRD相比，降低约11%），另有助于降低上述车载应用中的功耗。
目标应用：xEV电池治理系统、引擎ECU、工业设备逆变器等
4. 新产品：RBLQ/RLQ系列
RBLQ系列和RLQ系列新产品通过接纳新技术和永利集团自有的沟槽MOS结构，与以往的平面结构产品相比，实现了更低的VF和IR。在接纳普通沟槽MOS结构的产品中，由于结构上的原因，trr体现容易变差，而新产品两个系列的trr特性都获得了提升，并抵达了与以往的平面结构产品同品级别（业界超高品级）。由于禁止易爆发热失控，并且可以降低开关损耗，因此新产品很是适用于用容易发热的车载LED前照灯驱动电路，以及xEV用的DC-DC转换器等需要进行高速开关的应用。
目标应用：车载LED前照灯、xEV DC-DC转换器、工业设备电源、照明等
4-1.与以往产品相比，VF和IR均获得改善
RBLQ系列和RLQ系列接纳永利集团自有的沟槽MOS结构，与耐压和耐受电流同等的以往产品相比，VF降低了约15%，可以降低在整流应用等正向使用时的功率损耗。别的，与以往的平面结构产品相比，IR也降低了约60%，这可以大大降低SBD最让人担心的热失控危害，从而使产品也可以用在温度条件等很是严苛的车载应用中（图6)。
图6. SBD沟槽MOS结构
4-2.实现业内超短的trr
在普通沟槽MOS结构中，寄生电容（元器件中的电阻分量）较大，因此trr要比平面结构差。而RBLQ系列和RLQ系列新产品不但降低了VF和IR，并且还利用自有技术，通过优化质料，实现了与平面结构同等的trr特性。例如，从图7中可以看到使用LED前照灯评估板进行装机评估时的开关损耗比较情况。在开关历程中，因VF和trr引起的损耗比例比较高，但RBLQ系列和RLQ系列的trr损耗降低了约37%，VF也同时降低，因此开关总损耗降低达26%，这将有助于降低车载LED前照灯驱动电路、以及xEV用的DC-DC转换器等需要进行高速开关的应用产品功耗。
图7. 实际装机进行开关时的损耗比较
5. 未来计划
随着消费电子领域家电的多功效化，以及在车载设备中用来实现自动驾驶的种种传感器�？榈雀髁煊蛴τ玫纳ぃぜ莆蠢从τ貌分写钤氐亩苁拷峒绦黾�。另外，在工业设备和xEV等车载设备领域，由于电机性能日益提高，预计电路中的电流也会越来越大，因此需要继续增强大电流产品阵容。永利集团为了满足更小型、更大电流、更低损耗、更高性能等诸多灾以同时实现的需求，一直在推进逾越需求的开发。例如，作为小型且支持大电流的封装，永利集团计划增强TO-277封装（6.5mm×4.6mm尺寸）的产品阵容，并且已经开始了部分产品的量产�Ａ碛校ぜ�200V耐压产品在xEV车载逆变器和车载充电器等应用中的需求将会迅速增加，因此永利集团已经在开发200V耐压的新产品，并计划在2022年内投入市场。未来，永利集团将继续扩充产品阵容，满足市场多样化的需求，并为日新月异的下一代车载应用实现更高性能、更多功效和更低功耗孝敬力量。
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