本文的關(guān)鍵要點

?隨著對節(jié)能減碳措施的要求提高，在各種電氣和電子設(shè)備中，高效開關(guān)電源的應用日益廣泛。

?ROHM第5代平面肖特基勢壘二極管的效率比上一代產(chǎn)品又提高了25%，有助于進一步提高開關(guān)電源的效率。

為了實現(xiàn)碳中和，要求進一步降低功耗

近年來，在世界各地嚴重的氣象災害頻發(fā)。要弄清氣象災害與全球變暖之間的明確關(guān)系并非易事。然而，日益嚴重的氣候變化導致未來暴雨和極端熱浪的風險進一步增加，有觀點指出，這些問題可能會對農(nóng)林漁業(yè)、生態(tài)系統(tǒng)、健康、工業(yè)和經(jīng)濟活動等造成前所未有的嚴重影響。

只為了追求眼前的富裕和發(fā)展而形成的工業(yè)和社會體系，已經(jīng)無法創(chuàng)造可持續(xù)發(fā)展的未來。為了應對這種危機狀況，全球120多個國家和地區(qū)正在以“2050年實現(xiàn)碳中和”為目標，努力采取各種措施推進節(jié)能減碳。

2021年，日本政府也制定了《2050年碳中和綠色增長戰(zhàn)略》。除了推廣使用太陽能和海上風電等可再生能源外，日本政府還宣布將推動進一步降低汽車、工廠設(shè)備以及家庭和辦公場所用的各種裝置和設(shè)備的功耗。

對于現(xiàn)代社會不可或缺的電子設(shè)備而言，也同樣需要進一步降低功耗。在考慮如何降低電子設(shè)備的功耗時，往往容易只針對諸如電腦和智能手機中的處理器、顯示器和通信電路這類的功耗較大的部件考慮措施。當然，降低這類部件的功耗也很重要，但要想更有效地節(jié)能減碳，還需要針對電源電路、保護電路等確保設(shè)備穩(wěn)定運行和可靠性所必需的電路，采取更好的措施降低功耗（圖1）。

為了滿足這些社會需求，以往優(yōu)先考慮低價而非電源效率的應用，也開始越來越多地采用更小型、功率轉(zhuǎn)換效率更高的開關(guān)電源。

適用于小型高效開關(guān)電源應用的二極管的選型方法

在車載設(shè)備、工業(yè)設(shè)備、消費電子設(shè)備等領(lǐng)域，在開關(guān)電源中負責整流和保護電路免受過電壓等影響的保護電路中，廣泛地使用小型高效的肖特基勢壘二極管（SBD）。在電流只能沿一個方向流動的電子器件——二極管中，肖特基勢壘二極管是一種利用了由金屬和半導體接觸形成的勢壘的產(chǎn)品。

與PN結(jié)二極管相比，這種二極管具有正向電壓（VF）更低、功率損耗更少、開關(guān)特性更優(yōu)異的特點。為了實現(xiàn)功率轉(zhuǎn)換效率更高的開關(guān)電源，加之受到追求節(jié)能減碳型應用產(chǎn)品的開發(fā)熱潮推動，肖特基勢壘二極管的應用正在不斷擴大。

不過，要想使其適用于更多的應用，就需要根據(jù)應用需求選擇具有最佳特性的肖特基勢壘二極管了。與PN結(jié)二極管相比，肖特基勢壘二極管具有反向流動的漏電流(IR)較大、發(fā)熱量較大、如果不進行適當?shù)臒嵩O(shè)計就會導致熱失控的缺點。另外，通常VF和IR之間存在此消彼長的權(quán)衡關(guān)系，因此需要正確判別是要求低VF的應用還是要求低IR的應用，然后選擇具有合適特性的肖特基勢壘二極管，即根據(jù)需求區(qū)分使用。

肖特基勢壘二極管的應用領(lǐng)域眾多，不同的應用產(chǎn)品所要求的特性也各不相同。根據(jù)不同的應用產(chǎn)品需求，正確判斷VF和IR之間的最佳平衡，并選擇具有適當耐壓能力和電流容量的肖特基勢壘二極管，這一點非常重要。

ROHM推出第5代平面型肖特基勢壘二極管

有助于應用產(chǎn)品實現(xiàn)更高的效率

針對存在權(quán)衡關(guān)系的VF和IR特性，通過改進肖特基勢壘二極管的器件結(jié)構(gòu)和制造工藝，可以在兩者之間實現(xiàn)更好的平衡。

ROHM提供超低VF的“RBS系列”、低VF的“RBR系列”、低IR的“RBQ系列”、超低IR的“RBxx8系列”等豐富的產(chǎn)品，適合不同的應用（圖2）。尤其是在對品質(zhì)要求特別高的車載市場，ROHM產(chǎn)品已經(jīng)得到廣泛使用。

圖2. ROHM提供多種肖特基勢壘二極管，可以滿足不同的應用需求

另外，ROHM也在持續(xù)推動產(chǎn)品性能的不斷改進。2021年6月，在RBR系列和RBQ系列中，新增了采用ROHM自有平面型元件工藝的第5代產(chǎn)品。在這兩個系列中，新產(chǎn)品的效率均比上一代提高了25%。RBR系列和RBQ系列中均有符合AEC-Q101汽車電子產(chǎn)品可靠性標準、能夠確保高可靠性的產(chǎn)品。

有助于進一步降低功耗和小型化的

第5代RBR/RBQ系列

RBR系列中新增的產(chǎn)品不僅保持了目標應用所要求的IR特性，與相同尺寸的以往產(chǎn)品相比，其VF特性改善了約25%，損耗更低（圖2）。第5代產(chǎn)品與性能同等的以往產(chǎn)品相比，封裝尺寸更小。

圖3. 基本特性得以顯著改善的第5代肖特基勢壘二極管

（左）RBR系列與以往產(chǎn)品的正向電壓（VF）比較、
（右）RBQ系列與以往產(chǎn)品的反向電流（IR）導致的反向功率損耗比較

RBR系列中新增的12款（消費電子設(shè)備用和車載設(shè)備用各6款）第5代產(chǎn)品，芯片采用的是尺寸僅為2.5mm×1.6mm的PMDE封裝。通過替換為PMDE封裝芯片，實現(xiàn)了與以往3.5mm×1.6mm尺寸PMDU封裝中的元件同等的特性，并且安裝面積也比以往產(chǎn)品少約42%。目前，新產(chǎn)品已被眾多應用產(chǎn)品采用，其中包括用較低電壓驅(qū)動的電動汽車（EV）的車載充電器、LED前照燈、汽車配件和筆記本電腦等應用。

RBQ系列新增的產(chǎn)品，與以往產(chǎn)品相比，反向功率損耗降低了60%。該優(yōu)勢可進一步降低高溫工作期間產(chǎn)生熱失控的風險，實現(xiàn)優(yōu)異的溫度特性。RBQ系列中新增的12款第5代產(chǎn)品（消費電子設(shè)備用和車載設(shè)備用各6款）均為100V耐壓產(chǎn)品。適用于工業(yè)設(shè)備用電源、音響、筆記本電腦、各種電動汽車（xEV）、引擎控制用的ECU、AC-DC轉(zhuǎn)換器、DC-DC轉(zhuǎn)換器的二次側(cè)整流等需要高電壓驅(qū)動和可能在高溫環(huán)境中使用的應用。

ROHM的肖特基勢壘二極管RBR系列和RBQ系列可以說是實現(xiàn)電子設(shè)備節(jié)能減碳目標不可或缺的器件。