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罗姆肖特基二极管助力汽车、工业和消费电子设备实现小型化和更低损耗

日期：2022/11/20 8:27:42 作者：

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保护电路，而被广泛应用在从手机到电动汽车动力总成系统等各种电路和领域中，半导体厂商罗姆在这些领域中已经拥有骄人业绩。

VF（正向电压）和IR（反向电流）是二极管的重要性能指标，它们分别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工作时完全没有功率损耗的二极管。另外，VF和IR之间通常存在权衡关系，因此很难同时改善。而且，在实际的二极管中，当在开关工作期间关断二极管时，会产生一些功率损耗（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，存在发热量大于散热量，最终发生热失控而造成损坏的风险。

针对这种情况，罗姆开发出丰富的SBD系列产品群，客户可根据各种应用的需求（强调VF还是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，新产品不仅同时改善了本来存在权衡关系的VF和IR特性，还实现了SBD业内超高等级的trr特性。本文将概括介绍罗姆在SBD领域的行动以及罗姆各系列SBD产品的特点。

SBD需要具备的性能及其发展趋势

随着ADAS（高级驾驶辅助系统）和自动驾驶技术的发展，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持续增加，预计未来还会继续增加。由于汽车无法提供超出其电池和发电机能力的电力，因此制造商需要低损耗（低VF）的二极管，并且越来越多地采用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环境中工作的，因此IR高的SBD的热失控风险成为直接关系到可靠性的重大课题。因此，在选择SBD时，关键在于如何在VF和IR之间取得平衡。

在消费电子设备中，随着应用产品的功能越来越多，电路板密度也变得越来越高，甚至密度超过车载设备，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，而且由于应用产品的机型寿命较长，因此长期稳定供应也很重要。综上所述，身为通用器件的SBD，在不同的领域和应用中，其发展趋势大不相同，制造商在其产品开发过程中，要求一些存在权衡关系（例如更低损耗和更高可靠性、更小型和更大电流）的特性同等出色。为了满足如此广泛的需求，罗姆不断推动相应产品的开发，并建立了以垂直统合型生产体系为中心的长期稳定供应体系。在下一节中，将具体介绍罗姆的SBD产品阵容。

未来计划

随着消费电子领域家电的多功能化，以及在车载设备中用来实现自动驾驶的各种传感器模块等各领域应用的发展，预计未来应用产品中搭载的二极管数量将会继续增加。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。罗姆为了满足更小型、更大电流、更低损耗、更高性能等诸多难以同时实现的需求，一直在推进超越需求的开发。例如，作为小型且支持大电流的封装，罗姆计划增强TO-277封装（6.5×4.6mm尺寸）的产品阵容，并且已经开始了部分产品的量产。还有，预计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，因此罗姆已经在开发200V耐压的新产品，并计划在2022年内投入市场。未来，罗姆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、更多功能和更低功耗贡献力量。

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