罗姆：晶体管的种类和特征

Release time：2024-08-08
author：AMEYA360
source：罗姆半导体集团
reading：453

　　晶体管是现代电子技术的核心元件，具有广泛的应用方向和重要作用。为了帮助各位工程师更深入全面地了解晶体管，ROHM为大家准备了不同类型晶体管特点的详细说明以及ROHM晶体管相关的产品信息，助力您掌握晶体管的奥秘。

　　本应用说明概述了晶体管类型及其特征。

　　晶体管分类介绍

　　1. 按制造工艺

　　可以划分为BJT(双极型晶体管)、FET(场效应管)、IGBT(绝缘栅双极型晶体管)以及光电晶体管，如下图所示。图中灰色区域表示ROHM没有产品化的晶体管。

罗姆：晶体管的种类和特征

罗姆：晶体管的种类和特征

　　2. 按封装功率

　　可划分为小信号晶体管和功率晶体管。小信号晶体管包含通用双极型小信号晶体管、场效应晶体管(FET)、射频和微波小信号晶体管;功率晶体管包括通用功率双极型晶体管、通用功率场效应晶体管、IGBT、达林顿功率晶体管、射频和微波功率晶体管。

罗姆：晶体管的种类和特征

罗姆：晶体管的种类和特征

　　3. 按内部电路分类

　　分为单个封装内只有一个晶体管的单管型、内置多个晶体管以及集成了电阻和二极管的复合型。如果应用电路配置和引脚布局合适，复合型可以小型化安装。在功率损耗较大的应用中，因为发热源集中在一个元件上，所以必须考虑热设计。

罗姆：晶体管的种类和特征

　　4. 按外形分类

　　有插件型和表面贴装型。插件型将引脚插入PCB的孔中，表面贴装型将封装安装在PCB表面，取决于PCB的安装方法和散热性能。

罗姆：晶体管的种类和特征

　　ROHM晶体管产品介绍

　　1. 双极型晶体管

　　- 双极型晶体管

　　- 达林顿晶体管

　　- 异质性复合晶体管

　　2. 数字晶体管- 通用数字晶体管

　　- 车载用数字晶体管

　　3. Si-MOSFET

　　- 12～150V 耐压 MOSFET

　　- 190～800V 耐压功率 MOSFET

　　- 车载用 MOSFET

　　4. SiC MOSFET

　　- 第 2 代: SCT2xxx 系列

　　- 第 3 代: SCT3xxx 系列

　　- 第 4 代: SCT4xxx 系列

　　5. GaN-HEMT

　　- GaN HEMT

　　- GaN 栅极驱动器

　　- GaN HEMT 功率级 IC

　　6. IGBT

　　- Field Stop Trench IGBT

　　- Ignition IGBT

　　- IGBT Bare Die

　　7. 光电晶体管

　　- 表面安装型(顶部发光)

　　- 表面安装型(背面安装)

　　- φ3树脂


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ROHM开发出适合高分辨率音源播放的MUS-IC™系列第2代音频DAC芯片
行业新闻

ROHM开发出适合高分辨率音源播放的MUS-IC™系列第2代音频DAC芯片

　　全球知名半导体制造商ROHM(总部位于日本京都市)开发出一款属于适合播放高分辨率音源*1的MUS-IC™系列旗舰机型32位D/A转换器IC(以下简称“DAC芯片”※)“BD34302EKV”，并推出其评估板“BD34302EKV-EVK-001”，现均已开始销售。　　DAC芯片是决定音响设备音质的最重要器件之一，因为需要从高分辨率音源等数据中更大程度地提取信息并将其转换为模拟信号。ROHM基于50多年的音频IC产品开发经验，确立了“音质设计技术”，并开发出高音质声音处理器IC和高音质音响电源IC等诸多专注于音质的产品。　　MUS-IC™系列第1代音频DAC芯片“BD34301EKV”因其出色的音质而获得高度好评，目前已被多家公司的旗舰产品采用，“BD34302EKV”是该系列的第2代产品。新产品不仅能表现出ROHM DAC芯片的基本理念——“自然而平稳的声音”，继承了MUS-IC™系列的三大要素——“空间音效”、“静谧性”和“规模感”，还旨在真实表现出乐器原本声音的“质感”。　　BD34302EKV通过采用了DWA（Data Weighted Averaging）*2新算法，使其主要性能指标——THD+N*3特性达到-117dB(THD：-127dB)，从而能够打造出让人感受到更真实质感的音质。另外，噪声性能指标“信噪比(SN比)”达到130dB，实现了满足旗舰机型用DAC芯片要求的性能。此外，支持可播放的采样频率高达1,536kHz，可以更大程度地发挥出客户设计的数字信号处理器(DSP)的高精度运算优势。不仅如此，每个通道分配1枚DAC芯片的单声道模式，采用的是ROHM自有的HD(High Definition)单声道模式*4，这非常有助于实现自然流畅的声音。而且，MUS-IC™系列即使在微小的细节上也展现出毫不妥协的匠人技艺。在ROHM多年来积累的音质设计技术基础上，还为BD34302EKV的每个引脚选择了最合适的键合线材料，以更真实地表现出乐器原本的“质感”。这些特点有助于实现高音质音响设备制造商所追求的理想声音。　　新产品已于2024年8月开始出售样品，预计将于2024年11月开始量产。前道工序的生产基地为ROHM Hamamatsu Co., Ltd.(日本滨松市)，后道工序的生产基地为ROHM Integrated Systems (Thailand) Co., Ltd.(泰国)。另外，新产品及配套评估板“BD34302EKV-EVK-001”已经开始网售，从Ameya360等电商平台均可购买。　＜MUS-IC™系列DAC芯片产品阵容＞   　<电商销售信息>      开始销售时间：2024年11月起　　电商平台：Ameya360　　新产品在其他电商平台也将逐步发售。　　・产品型号：BD34302EKV　　・评估板型号：BD34302EKV-EVK-001　　<关于ROHM音频IC的高端系列“MUS-IC™”>      “MUS-IC™”(正式名称：ROHM Musical Device “MUS-IC™”)是在ROHM的企业特色——“质量第一”、“为音乐文化的普及与发展做贡献”、“垂直统合型生产”基础上，融合“音质设计技术”开发而成的，是ROHM的音质负责人带着自信推出的高端音频IC专用的音频产品品牌。如欲进一步了解详情，请访问ROHM Musical Device“MUS-IC™”的网页：https://micro.rohm.com.cn/mus-ic/　　・“MUS-IC™”是ROHM Co., Ltd. 的商标或注册商标。　　<术语解说>     *1) 高分辨率音源(High-resolution Sound Source)　　一般音乐用CD播放的音乐采样频率为44.1kHz，量化位数为16bit，而高分辨率音源的采样频率96kHz以上，量化位数24bit以上较为普遍。即高分辨率音源的信息量比普通CD唱片多得多，因而可实现高音质。　　*2) DWA(Data Weighted Averaging)　　一种在使多个开关器件工作并进行模拟转换时，通过消除器件失配来提高音频特性的技术。　　*3) THD+N：Total Harmonic Distortion + Noise(总谐波失真加噪声特性)　　音频设备的性能指标之一，用高次谐波占基波的百分比来表示。该特性可以体现出波形再现的真实程度，数值越小越真实。　　*4) HD(High Definition)单声道模式　　一种通过ROHM自有的数字信号处理方法来提高比特(振幅)方向分辨率的技术。利用该技术可提高数值性能，还可将音质改善为能够体现出乐器质感的丝滑流畅的声音。
2024-11-19 16:36 reading：256
ROHM开发出支持更高电压xEV系统的SiC肖特基势垒二极管
行业新闻

ROHM开发出支持更高电压xEV系统的SiC肖特基势垒二极管

　　全球知名半导体制造商ROHM(总部位于日本京都市)开发出引脚间爬电距离*1更长、绝缘电阻更高的表面贴装型SiC肖特基势垒二极管(以下简称“SBD”)。目前产品阵容中已经拥有适用于车载充电器(OBC)等车载设备应用的“SCS2xxxNHR”8款机型。计划2024年12月再发售8款适用于FA设备和光伏逆变器等工业设备的“SCS2xxxN”。　　近年来，xEV得以快速普及，对于其配套的OBC等部件而言，功率半导体是不可或缺的存在，因此，市场对发热量少、开关速度快、耐压能力强的SiC SBD的需求日益高涨。其中，小型且可使用贴片机安装的表面贴装(SMD)封装产品，因其可以提高应用产品的生产效率而需求尤为旺盛。另一方面，由于施加高电压容易引发漏电起痕，因此需要确保更长爬电距离的器件。ROHM作为SiC领域的领航企业，一直致力于开发支持高电压应用的耐压能力和可安装性都出色的高性能SiC SBD。此次，通过采用ROHM原创的封装形状，开发出确保最小5.1mm的爬电距离、并具有优异绝缘性能的产品。　　新产品去除了以往封装底部的中心引脚，采用了ROHM原创的封装形状，将爬电距离延长至最小5.1mm，约为普通产品的1.3倍。通过确保更长的爬电距离，可以抑制引脚之间的漏电起痕（沿面放电）*2，因此在高电压应用中将器件贴装在电路板上时，无需通过树脂灌封*3进行绝缘处理。　　目前有650V耐压和1200V耐压两种产品，不仅适用于xEV中广为使用的400V系统，还适用于预计未来会扩大应用的更高电压的系统。另外，新产品的焊盘图案与TO-263封装的普通产品和以往产品通用，因此可以直接在现有电路板上替换。此外，车载设备用的“SCS2xxxNHR”还符合汽车电子产品可靠性标准AEC-Q101*4。　　新产品已于2024年9月开始出售样品(样品价格1,500日元/个，不含税)。前道工序的生产基地为ROHM Apollo CO., LTD.(福冈县筑后工厂)，后道工序的生产基地为ROHM Korea Corporation(韩国)。另外，新产品已经开始通过电商进行销售，通过Ameya360等电商平台均可购买。　　未来，ROHM将继续开发高耐压SiC SBD，通过提供满足市场需求的优质功率元器件，为汽车和工业设备的节能和效率提升贡献力量。　　<产品阵容>　　应用示例>　　◇车载设备：车载充电器(OBC)、DC-DC转换器等　　◇工业设备：工业机器人用AC伺服、光伏逆变器、功率调节器、不间断电源装置(UPS)等　　<电商销售信息>　　电商平台：Ameya360™　　新产品在其他电商平台也将逐步发售。　　在售产品：车载设备用的“SCS2xxxxNHR”　　适用于工业设备的“SCS2xxxxN”预计将2024年12月起逐步发售。　　<关于“EcoSiC™”品牌>　　EcoSiC™是采用了因性能优于硅(Si)而在功率元器件领域备受关注的碳化硅(SiC)的元器件品牌。从晶圆生产到制造工艺、封装和品质管理方法，ROHM一直在自主开发SiC产品升级所必需的技术。另外，ROHM在制造过程中采用的是一贯制生产体系，已经确立了SiC领域先进企业的地位。　　・EcoSiC™是ROHM Co., Ltd.的商标或注册商标。　　<术语解说>     *1) 爬电距离　　沿着器件封装表面的两个导电体(引脚)之间测得的最短距离。在半导体设计中，为了防止触电、漏电、半导体产品短路，需要采取确保爬电距离和电气间隙的绝缘对策。　　*2 漏电起痕(沿面放电)　　当向作为导体的引脚施加高电压时，绝缘物——也就是封装表面会发生放电的现象。在本来不应该导电的图案之间发生了放电，会导致器件介电击穿。随着封装的小型化，爬电距离变得更短，这种现象也就更容易发生。　　*3) 树脂灌封　　通过使用环氧树脂等树脂对器件本体以及器件与电路的电极连接部位进行密封，来实现电绝缘。树脂灌封还可以有效地对器件进行保护、防水、防尘、提高耐用性和耐候性。　　*4) 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是适用于分立半导体元器件(晶体管、二极管等)的标准。
2024-11-12 15:57 reading：215
ROHM开发出实现业界超低损耗和超高短路耐受能力的1200V IGBT
行业新闻

ROHM开发出实现业界超低损耗和超高短路耐受能力的1200V IGBT

　　全球知名半导体制造商ROHM(总部位于日本京都市)面向车载电动压缩机、HV加热器、工业设备用逆变器等应用，开发出符合汽车电子产品可靠性标准AEC-Q101*1、1200V耐压、实现了业界超低损耗和超高短路耐受能力*2的第4代IGBT*3。　　此次发售的产品包括4款分立封装的产品(TO-247-4L和TO-247N各2款)“RGA80TRX2HR/RGA80TRX2EHR/RGA80TSX2HR/RGA80TSX2EHR”和11款裸芯片产品“SG84xxWN”，预计未来将会进一步扩大产品阵容。　　近年来，汽车和工业设备朝高电压化方向发展，这就要求安装在车载电动压缩机、HV加热器和工业设备逆变器等应用中的功率元器件也能支持高电压。另一方面，为了实现无碳社会，从更节能、简化冷却机构、外壳的小型化等角度出发，对功率元器件的效率提升也提出了强烈的要求。另外，车载电子产品还需要符合车载产品可靠性标准。不仅如此，在逆变器和加热器电路中，还要求功率元器件在发生短路时能够切断电流，并且需要具有更高的短路耐受能力。在这种背景下，ROHM通过改进器件结构，并采用合适的封装形式，开发出支持高电压、并实现业界超低损耗和超高短路耐受能力的第4代IGBT新产品。　　第4代1200V IGBT通过改进包括外围结构在内的器件结构，不仅实现了高达1200V的耐压能力和符合车载电子产品标准的可靠性，还实现了10µsec.(Tj=25℃时)的业界超高短路耐受能力以及业界超低的开关损耗和导通损耗特性。另外，新产品采用4引脚TO-247-4L封装，通过确保引脚间的爬电距离*4，可在污染等级为2级的环境*5中支持1100V的有效电压，与以往产品相比，可支持更高电压的应用。由于爬电距离对策是在器件上实施的，因此也有助于减轻客户的设计负担。此外，TO-247-4L封装产品通过增加开尔文发射极引脚*6を追加するこ，还实现了高速开关和更低损耗。通过对TO-247-4L封装新产品、普通产品和以往产品在三相逆变器中的实际效率进行比较，证实新产品的损耗比普通产品低约24%，比以往产品低约35%，这将有助于实现应用产品的高效率驱动。　　新产品已经暂以月产100万个的规模投入量产(样品价格 1,500日元/个，不含税)。前道工序的生产基地为ROHM Co., Ltd.(日本滋贺工厂)，后道工序的生产基地为ROHM Integrated Systems (Thailand) Co., Ltd.(泰国)。另外，新产品已经开始通过电商进行销售，通过Ameya360等电商平台均可购买。　　未来，ROHM将会继续扩大更高性能IGBT的产品阵容，从而为汽车和工业设备应用的高效率驱动和小型化贡献力量。　　<产品阵容>　　分立产品　　裸芯片产品　　<应用示例>        ◇车载电动压缩机　　◇车载HV加热器(PTC加热器、冷却液加热器)　　◇工业设备逆变器　　<电商销售信息>       开始销售时间：2024年11月起　　网售平台：Ameya360等　　新产品在其他电商平台也将逐步发售。　　产品型号：RGA80TRX2HR、RGA80TRX2EHR、　　     RGA80TSX2HR、RGA80TSX2EHR　　<支持信息>       通过ROHM官网，可以下载包括通过仿真如实再现产品电气特性的SPICE模型在内的各种电路设计所需的资料：　　https://www.rohm.com.cn/products/igbt/field-stop-trench-igbt#parametricSearch　　<关于采用了RGA系列的赛米控丹佛斯功率半导体模块>      赛米控丹佛斯额定电流10A～150A的功率半导体模块“MiniSKiiP®”，采用了ROHM的1200V耐压IGBT“RGA系列”。如欲了解更多信息，请访问以下页面：　　https://www.rohm.com.cn/news-detail?news-title=2023-04-26_news_semikron&defaultGroupId=false　　<关于“EcoIGBT™”品牌>      EcoIGBT™是ROHM开发的非常适用于功率元器件领域对耐压能力要求高的应用的IGBT，是包括器件和模块在内的品牌名称。从晶圆生产到制造工艺、封装和品质管理方法，ROHM一直在自主开发功率元器件产品升级所必需的技术。另外，ROHM在制造过程中采用的是一贯制生产体系，已经确立了功率元器件领域先进企业的地位。　　・EcoIGBT™是ROHM Co., Ltd.的商标或注册商标。　　<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是适用于分立半导体元器件(晶体管、二极管等)的标准。　　*2) 短路耐受能力　　当负载等短路时，功率元器件能够承受而不至于损坏的时间。　　*3) IGBT(Insulated Gate Bipolar Transistor，绝缘栅双极晶体管)　　同时具有MOSFET的高速开关特性和双极晶体管的低导通损耗特性的功率晶体管。　　*4) 爬电距离　　两个导体之间沿绝缘表面测得的最短距离。　　在半导体设计中，为了防止触电、漏电、半导体产品短路，需要采取确保爬电距离和电气间隙的绝缘对策。　　*5) 污染等级2级的环境　　污染等级2级相当于家庭和办公室等常见的环境，即仅存在干燥的非导电污染物的状态。　　污染等级是确定元器件的电气间隙和爬电距离时会产生影响的环境等级，根据污染物质的有无、数量和状态分为1～4级。　　*6) 开尔文发射极引脚　　测量电压专用的发射极引脚。通过使流过电流的发射极引脚分离，可以将电流流过时电压压降的影响降至更低，从而实现高速且稳定的开关。　　注)“MiniSKiiP®”是赛米控丹佛斯的商标或注册商标。
2024-11-07 17:05 reading：345
科索3.5kW输出AC-DC电源单元“HFA/HCA系列”采用罗姆的EcoSiC™
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科索3.5kW输出AC-DC电源单元“HFA/HCA系列”采用罗姆的EcoSiC™

　　全球知名半导体制造商罗姆生产的EcoSiC™产品——SiC MOSFET和SiC肖特基势垒二极管(以下简称“SBD”)，被日本先进电源制造商COSEL CO., LTD. (以下简称“科索”)生产的三相电源用3.5kW输出AC-DC电源单元“HFA/HCA系列”采用。强制风冷型“HFA系列”和传导散热型“HCA系列”均搭载了罗姆的SiC MOSFET和SiC SBD，从而实现了最大94%的工作效率。“HCA系列”于2023年开始量产和销售，“HFA系列”于2024年开始量产和销售。　　在工业设备领域，有各种需要处理大功率的应用(如MRI和CO2激光器等)。这些应用使用的是与家用单相电源不同的三相电源。科索的三相电源用AC-DC电源单元搭载了在高温、高频、高电压环境下性能表现都非常优异的罗姆 EcoSiC™。产品支持200VAC～480VAC的世界各国三相电源，有助于提高各种工业设备的电源效率。　　科索 新产品开发二部 部长 内田 润表示：“‘HFA/HCA系列’通过搭载罗姆的低损耗SiC功率器件，即使在3.5kW的大输出功率条件下也能高效率工作。为了使我们的产品在高输入电压条件下工作，降低高耐压功率器件的损耗一直是困扰我们的课题，但通过使用SiC功率器件，实现了低于传统功率器件的损耗，从而在大功率条件下也能实现高效率和高功率密度的电源。”　　罗姆 功率元器件事业本部 SiC事业统括部 统括部长 日笠 旭纮表示：“我们很高兴通过提供SiC功率器件来支持电源行业的领军企业科索。罗姆是SiC功率元器件行业的领军企业，可提供与外围元器件相结合的电源解决方案。另外，在解决客户问题的过程中，我们会将相应的信息反馈到产品中，从而进一步提高产品的性能。未来，我们将通过与科索的持续合作，并通过提高大功率工业设备的效率，为实现可持续发展社会贡献力量。”　　关于三相电源用的3.5kW输出AC-DC电源单元“HFA/HCA系列”“HFA/HCA系列”是符合世界各国电源需求的宽输入范围(200VAC～480VAC)、输出功率3.5kW的电源。在全世界任何国家均可使用，无需针对不同国家进行相应的电源设计变更，有助于应用产品采用标准化结构。另外，可根据使用环境自由选用的强制风冷型“HFA系列”和传导散热型“HCA系列”，均有输出电压48V和65V两款型号，可用作激光发生器、MRI等各种大功率应用的电源。　　关于科索科索自1969年成立以来，一直通过“提供以直流稳压电源为主的产品和服务”，为客户和社会的发展贡献着力量。科索将继续以“功率转换技术”为核心，创造满足客户需求的价值，通过提供新产品和服务，实现进一步的发展。未来，对于不确定性的应对能力以及解决环境问题的要求会越来越高。在这种背景下，公司将秉承“以品质至上取信于社会”的经营理念，继续作为满足社会需求的企业，进一步深化核心竞争力，利用飞速发展的数字技术，敏锐而灵活地应对各种挑战。　　如欲了解更多信息，请访问科索官网(https://www.coselasia.cn/)。 　　支持信息罗姆在官网页面中，概括介绍了SiC MOSFET、SiC SBD和SiC功率模块等碳化硅功率元器件，同时，还发布了用于快速评估和导入第4代SiC MOSFET的各种支持内容，供用户参考。　　碳化硅功率元器件介绍页面：https://www.rohm.com.cn/products/sic-power-devices 　　关于罗姆的EcoSiC™EcoSiC™是采用了因性能优于硅(Si)而在功率元器件领域备受关注的碳化硅(SiC)的元器件品牌。从晶圆生产到制造工艺、封装和品质管理方法，罗姆一直在自主开发SiC产品升级所必需的技术。另外，罗姆在制造过程中采用的是一贯制生产体系，已经确立了SiC领域先进企业的地位。　　・EcoSiC™是ROHM Co., Ltd.的商标或注册商标。
2024-10-29 15:56 reading：320
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