トレンチMOS構造の採用により、背反するVFとIRを従来品から大幅改善 100V耐圧で業界最高クラス※のtrrを実現したSBD「YQシリーズ」を開発 車載LEDヘッドランプなど、高速スイッチングを行うアプリケーションに最適

＜要旨＞

ローム株式会社（本社：京都市）は、車載機器・産業機器・民生機器などの電源回路や保護回路に向けて、trr^*1を業界最高クラスまで高速化した100V耐圧のショットキーバリアダイオード（以下、SBD）「YQシリーズ」を開発しました。
「YQシリーズ」は、さまざまな回路に対応できる4つの従来SBDシリーズに続く新たなシリーズとして、ロームのダイオードで初めてトレンチMOS構造を採用しています。独自の構造設計により業界最高クラスのtrr（15ns）を実現しているため、同様にトレンチMOS構造を採用する一般品と比較して、trr単体の損失を約37％、スイッチング損失全体を約26％削減しており、アプリケーションの低消費電力化に貢献します。また、トレンチMOS構造の採用により、順方向印加時に損失となるV_F^*2と逆方向印加時に損失となるI_R^*3の両方をプレーナ構造の従来SBDに比べて改善しています。これにより、整流用途などの順方向で使う際の電力損失とSBDで最も懸念される熱暴走^*4リスクを低減します。これらの特長により、発熱しやすい車載LEDヘッドランプの駆動回路やxEV用DC-DCコンバータなど、高速スイッチングを行うアプリケーションに最適です。
なお、新製品は、2023年12月から全製品を量産（サンプル価格：300円～/個：税抜）しております。

＜背景＞

さまざまな種類があるダイオードの中でも、高効率なSBDは各アプリケーションでの採用が増加しています。特に、トレンチMOS構造のSBDは、プレーナ構造のSBDに比べてV_Fが低くなるため、整流用途などで高効率を実現可能です。一方、一般的なトレンチMOS構造の場合、プレーナ構造よりもtrrは悪化するため、スイッチング用途で使う時の電力損失が大きくなることが課題でした。これに対してロームは、独自のトレンチMOS構造を採用し、トレードオフの関係にあるV_FとI_Rを同時に低減した上で、業界最高クラスのtrrも実現したYQシリーズを開発しました。今後もロームは、低耐圧から高耐圧まで、半導体デバイスの品質向上に努めるとともに、特長あるラインアップの強化を進め、アプリケーションのさらなる小型化、低消費電力化に貢献していきます。

＜SBDのトレンチMOS構造について＞

トレンチMOS構造は、エピウエハ層にポリシリコンで溝（トレンチMOS）を形成した構造であり、電界集中を緩和することが可能です。これにより、エピウエハ層の低抵抗化が可能となることから、順方向印加時においては低V_F化を実現します。また、逆方向印加時においては、電界集中を緩和できるため、低I_R化を実現します。前述した「YQシリーズ」は、このトレンチMOS構造の採用により、従来品比でV_Fを約7％、I_Rを約82％改善しています。
一方、一般的なトレンチMOS構造では、寄生容量（デバイス中の抵抗成分）が大きくなるため、プレーナ構造に比べてtrrが悪化します。「YQシリーズ」は、V_FとI_Rの改善に加えて、独自の構造設計により、trrも業界最高クラスの約15nsを達成。スイッチング時の損失を約26％低減可能なため、アプリケーションの低消費電力化に貢献します。

＜対応アプリケーション例＞

・車載LEDヘッドランプ　・xEV用DC-DCコンバータ
・産業機器電源　　　　　・照明

＜ラインアップ表＞

パッケージ名 パッケージサイズ mm[inch]	民生機器向け品番	データ シート	車載機器向け品番 （AEC-Q101対応）	データ シート	絶対最大定格		電気的特性					回路	インター ネット 販売
					VRM [V]	Io [A]	Tj Max. [℃]	VF Max.（25℃）		IR Max.（25℃）
									Cond.		Cond.
（PMDE） 2513[1005]	YQ1VWM10A		YQ1VWM10ATF		100	1	175	0.70V	IF=1A	6μA	VR=100V	シングル	✓
	YQ2VWM10B		YQ2VWM10BTF			2		0.77V	IF=2A	10μA			✓
SOD-123FL （PMDU） 3516[1408]	YQ2MM10A		YQ2MM10ATF		100	2	175	0.77V	IF=2A	10μA	VR=100V	シングル	✓
	YQ3MM10B		YQ3MM10BTF			3			IF=3A	15μA			✓
SOD-128 （PMDTM） 4725[1910]	YQ2LAM10B		YQ2LAM10BTF		100	2	175	0.67V	IF=2A	15μA	VR=100V	シングル	✓
	YQ3LAM10D		YQ3LAM10DTF			3		0.64V	IF=3A	30μA			✓
	YQ5LAM10C		YQ5LAM10CTF			5		0.77V	IF=5A	25μA			✓
	YQ5LAM10D		YQ5LAM10DTF					0.73V		30μA			✓
	YQ5LAM10E		YQ5LAM10ETF					0.61V		50μA			✓
TO-277A （TO-277GE） 6546[2618]	YQ3RSM10SD		YQ3RSM10SDTF*		100	3	175	0.64V	IF=3A	30μA	VR=100V	シングル	✓
	YQ5RSM10SD		YQ5RSM10SDTF*			5		0.77V	IF=5A	25μA			✓
	YQ8RSM10SD		YQ8RSM10SDTF*			8		0.67V	IF=8A	60μA			✓
	YQ10RSM10SD		YQ10RSM10SDTF*			10			IF=10A	80μA			✓
	YQ12RSM10SD		YQ12RSM10SDTF*			12			IF=12A	90μA			✓
	YQ15RSM10SD		YQ15RSM10SDTF*			15		0.68V	IF=15A	100μA			✓
TO-252AA （TO-252M / TO-252GE） 10066[3926]	YQ20BGE10SD		-	-	100	20	150	0.86V	IF=20A	80μA	VR=100V	シングル	✓
	-	-	YQ20BM10SDFH										✓
TO-263AB （TO-263L） 151101[5940]	☆YQ20NL10SD		☆YQ20NL10SDFH		100	20	150	0.96V	IF=20A	70μA	VR=100V	シングル	-
	YQ20NL10SE		YQ20NL10SEFH					0.86V		80μA			✓
	☆YQ30NL10SD		☆YQ30NL10SDFH			30		0.99V	IF=30A	95μA			-
	YQ30NL10SE		YQ30NL10SEFH					0.86V		150μA			✓
	YQ20NL10CD		YQ20NL10CDFH			20		0.71V	IF=10A	70μA		カソード コモン デュアル	✓
	☆YQ30NL10CD		☆YQ30NL10CDFH			30		0.72V	IF=15A	100μA			-
	☆YQ40NL10CD		☆YQ40NL10CDFH			40			IF=20A	160μA			-
	☆YQ60NL10CD		☆YQ60NL10CDFH			60		0.77V	IF=30A	200μA			-

・パッケージの（　）内はROHMパッケージを示します。

☆: 開発中
*今回リリースするTO-277GEパッケージの製品は、カーインフォテインメント・ボディ系向けのグレード。
各品番とも、同一品番にてパワートレイン等に搭載可能なグレードを準備中であり、2024年9月より量産開始予定。（上記品番の後ろにつく「包装記号」が異なる。）

＜サポートページ及びドキュメント情報＞

ロームの公式Webでは、新製品の回路での優位性を示したアプリケーションノートや、新製品を含むSBD各シリーズの特長を示したホワイトペーパーを公開しています。SBD製品ページでは、耐圧条件などを入力することで、製品の絞り込みも可能なため、設計時のスムーズな製品選定に貢献します。詳細は下記URLをご覧ください。
■ロームのSBD製品ページ
https://www.rohm.co.jp/products/diodes/schottky-barrier-diodes

■アプリケーションノート
「車載向け小型・高効率ショットキーバリアダイオード「YQシリーズ」の優位性」
https://fscdn.rohm.com/jp/products/databook/applinote/discrete/diodes/yq_sbd_automotive_an-j.pdf

■ホワイトペーパー
車載、産業、民生機器の小型化・低損失化に貢献するロームのSBDラインアップ
https://fscdn.rohm.com/jp/products/databook/white_paper/discrete/diodes/sbd_lineup_wp-j.pdf

＜用語説明＞

*1）逆回復時間：trr（Reverse Recovery Time）

スイッチングダイオードがオン状態から完全なオフ状態になるまでにかかる時間のこと。この値が低いほど、スイッチング時の損失が少なくなる。

*2）順方向電圧：V_F（Forward Voltage）

電気が＋から－の方向に流れる際に発生する電圧降下のこと。この値が低いほど、高効率化に貢献する。

*3）逆方向電流：I_R（Reverse Current）

逆方向に電圧を加えた時に発生する逆方向電流のこと。この値が低いほど、消費電力（逆電力損失）が少ない。

*4）熱暴走

ダイオードの逆方向印加時、内部のチップ発熱がパッケージの放熱を上回ることでI_R値が増大し、最終的に破壊に至る現象を熱暴走という。I_R値が高いSBDに関しては、特に熱暴走が起こりやすいため、回路設計時には注意が必要とされる。

＜製品動画＞

＜新製品プレゼン"Featured Products"＞

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