Silicon on Insulator (SOI) ゲートドライバーIC

インフィニオンのシリコンオンインシュレータ（SOI）テクノロジーは、内蔵ブートストラップダイオード（BSD）を備え、負の過渡電圧スパイクに耐える業界でクラス最高の堅牢性など、独自の顕著なクラス最高のメリットをもたらす高電圧レベルシフト技術です。各トランジスタは、埋め込まれた二酸化ケイ素で分離されており、ラッチアップの原因となる寄生バイポーラトランジスタの形成を防いでいます。また、この技術は、レベルシフトの電力損失を低下させ、デバイススイッチング時の電力消費を最小化しています。先進的プロセスにより、技術的に強化されたメリットを実現するとともに、高電圧および低電圧回路をモノリシックに構成することが可能になっています。

新製品2ED218x - 高電流 650V、2.5A、ハーフブリッジSOIゲートドライバーファミリー、および新製品2ED210x - 低電流650V、0.7A、ハーフブリッジSOIゲートドライバーファミリーが加わりました。この2つの製品ファミリーには、DSO-8およびDSO-14という2つのパッケージの選択肢があります。

各トランジスタは埋め込まれたシリコン酸化膜によって絶縁されているため、ラッチアップの原因となる寄生バイポーラトランジスタが排除されます。この技術はレベルシフトによる電力損失を低減し、またデバイスのスイッチング損失を最小限に抑えることができます。高度なプロセスにより、2ED218x (高電流650 V/2.5 A、ハーフブリッジSOIゲートドライバ ファミリー) や2ED210x (低電流650 V/0.7 A、ハーフブリッジSOIゲートドライバ ファミリー) など、改良された技術を備えたモノリシックな高電圧および低電圧回路構成が可能になります。どちらの製品ファミリーにも、DSO-8とDSO-14の2つのパッケージオプションがあります。

インフィニオンのSOI 技術の主な利点は、負の過渡電圧に対するクラス最高の耐性であり、信頼性を向上させながら、不安定な動作とラッチアップを防止します。低抵抗の内蔵ブートストラップダイオード (BSD) は、逆回復損失と順方向損失が最も小さいため、効率の向上、スイッチングの高速化、温度の低減、信頼性の向上を実現します。最小のレベルシフト損失によりドライバの効率を向上し、柔軟なハウジング設計が可能になるほか、内蔵の入力フィルタによってノイズ耐性を強化しています。また200V、600V、650V、1200Vの耐圧クラスにより電圧設計において動作マージンが得られます。

最新の高出力スイッチングインバーターおよびドライブは、大きな負荷電流を流します。VSピンの電圧振幅は、負のDCバスのレベルでは止まりません。これは、電源回路および、ダイボンディングからPCB トラックへのそれぞれの寄生インダクタンスにより、負のDCバスのレベルを下回ってしまうからです。このアンダーシュート電圧を「負の過渡電圧」と呼びます。インフィニオンのSOI 技術を採用したEiceDRIVER™ 高電圧レベルシフトゲートドライバIC 製品は、業界最高の動作堅牢性を備えています。SOI ゲートドライバ (6ED2230S12T)の安全な動作ラインであれば、VBS = 15 Vで最大1000 ns のパルス幅に対しては、本製品はICに機能異常やデバイス損失への影響は及ぼしません。

ブートストラップ電源は、そのシンプルさと低コストのため、ハイサイドドライバ回路に電力を供給するための最も一般的な技術の1つです。

ブートストラップ電源は、ブートストラップダイオードとコンデンサで構成されています。レベルシフトゲートドライバのフローティングチャネルは、通常、ブートストラップ動作用に設計されています。インフィニオンのSOI ドライバは、優れた超高速ブートストラップダイオードを内蔵しています。RBS ≤40 Ω とダイオード抵抗が小さいため、広い動作範囲が可能です。

この機能を備えたインフィニオンのSOI ドライバは、自己発熱のリスクなしに大型のIGBT を駆動し、BOM 数を最小限に抑え、システムコストを削減します。

今日の高出力スイッチングインバータや駆動機器は、大負荷電流を駆動します。VSピンの電圧振幅は、負のDCバス上で止まることがなく、パワー回路およびPCBトラックへのダイのボンディングでの負のインダクタンスにより、負のDCバスのレベルよりも低いところで振幅します。

インフィニオンのSOI技術を使用した高耐圧レベルシフトゲートドライバICのEiceDRIVER™は、業界最高の動作堅牢性を誇ります。下記のVBS = 15 V、最大パルス幅1000nsのSOIゲートドライバ（6ED2230S12T：近日リリース）の安全動作領域を示します。緑色の領域では、不要な機能的異常またはICへの永久的な損傷は起こりません。

*近日リリース