Application Note
Diode シリーズ

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
ショットキーバリアダイオード(以下 SBD)は、一般的な PN 接合ダイオードと比較して低 VF かつ低リカバリ損失が特長の半導体デバイスであり、PFC 回路や昇圧・降圧コンバータなどの各種電源回路や、逆流防止回路などの効率向上に大きく貢献しています。また近年では、車載 LED ラン
プやカーインフォテインメント、ECU などの各種車載機器や、太陽光発電システム、USB 充電器に代表される小型モバイル機器などの需要が非常に大きくなっています。ロームは、これらの需要に応えるために、従来の RBS, RBR, RBQ, RBxx8 シリーズに加えて、新たに「YQ シリーズ」を開発。
最新のショットキープロセス採用により、業界トップクラスの低 VF かつ低容量特性を実現しているため、セットの高効率化に貢献します。また、YQ シ
リーズは、小型・薄型・高放熱の TO-277 パッケージもラインアップしているため、発熱や実装スペースが厳しい車載機器や小型モバイル機器にも最適です。本アプリケーションノートでは、YQ シリーズの特性面での優位点について、一般品と比較しながら解り易く解説し、LED ドライバを用いた比較評価結果より、実回路における優位性についても説明します。

1. ロームの SBD ロード MAP
Figure 1 にロームが展開する SBD のセレクション MAP を示します。新製品の YQ シリーズ(赤枠)は、従来の RBS, RBR, RBQ, RBxx8 各
シリーズに比べて、VF-IR のトレードオフを大幅に改善。従来シリーズと比べて、VF を同等にしながら、IR を 1/10 程度に低減しており、特に温度環境の厳しい車載機器においても使いやすく、低損失を実現可能です。なお、耐圧は現在 100V の設定のみですが、順次追加していく予定です。

Low IR

Ultra Low IR

SeriesRBS ※RBR

Automotive

-Yes

RBQ

RBxx8

Yes

Yes

RBLQ
Yes

PlanerTechnologyFeaturesUltra
Low VF20V✓

Low VF

TrenchLow IRUltra
Low IRLow VF / Low IR
High Power-efficiency30V✓

40/45V✓✓✓✓ (開発中)60/65V✓✓✓✓ (開発中)

✓✓

✓

100V

✓

150V

✓

200V

✓

※RBS シリーズは車載グレードの設定無し

Figure 1. ロームが展開する SBD のセレクション MAP© 2022 ROHM Co., Ltd.

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2. YQ シリーズを用いたアプリケーション例(車載 LED ヘッドランプ)
YQ シリーズを用いたアプリケーション例として、Figure 2.に車載 LED ヘッドランプの周辺回路を示します。一般的に SBD は昇圧部の整流用途に使用されます(赤枠部)。
車載 LED ヘッドランプのこれらの回路は、一般的に密閉状態で通電されるため非常に高温になります。また近年ではヘッドランプの灯数増加や基板の小型化に伴い、発熱に対してますます厳しい使用環境になっております。よって SBD への要求特性としては低 VF(低導通損失)に加えて、熱暴走リスク低減の観点から、低 IR 特性およびパッケージの放熱性能が非常に重要になります。YQ シリーズは、1 章で説明した通り VF-IR のトレードオフを大幅に改善しているため、これらの点に対して非常に有利です（同 VF 品で比較した場合、従来よりも IR を大幅に低減可能です）。さらにパッケージについても、放熱性に優れた TO-252 や TO-277 などを幅広くラインアップ(ラインアップについては 5 章で詳しく説明)しており、用途や実装スペースに合わせて柔軟に対応可能です。
また、昇圧回路を連続モードで動かした場合リカバリ損失が発生しますので、SBD のリカバリ特性も非常に重要になります。このリカバリ損失はスイッチングサイクルに重畳されますので、動作周波数が高いほど重要になります。

Figure 2. 車載 LED ヘッドランプ周辺回路

3. 各社のデバイス特性比較
各社 100V/10A クラスの TO-277 パッケージ品について、IF-VF 特性と容量-VR 特性の比較結果を Figure 3 および Figure 4 に示します。
ロームの YQ10RSM10SD[1] はトップクラスの低 VF 特性を誇り、Company-A とほぼ同等です。よって実際の回路で使用した際、ローム
YQ10RSM10SD と Company-A の導通損失は最も低くなると予測できます。それに対して Company-B,C の VF は、10～20%程度高い
た め 、 ロ ー ム YQ10RSM10SD と Company-A よ り も 導 通 損 失 は 大 き く な る と 予 想 で き ま す 。 ま た 容 量 -VR 特 性 を 見 る と 、 ロ ー ム
YQ10RSM10SD はどの競合品よりも低容量(約半分)であるため、スイッチング損失は一番小さくなると予測できます。
1010000

1

Tj=125℃

Tj=25℃

0.1
ROHM
ROHMRBLQ10RSM10YQ10RSM10SD
Competitor-A
Company-A

Junction Capacitance: C(pF)

Forward Current : IF(A)IF(A)

Tj=25℃

ROHM YQ10RSM10SD
ROHM
YQ10RSM10SD
Competitor-A
Company-A
Competitor-B
Company-B
Competitor-C
Company-C

1000

Competitor-B
Company-B
Competitor-C
Company-C

0.01
00.1

0.2

0.3

0.4

0.5

0.6

0.7

0.8

Forward Voltage: VF(V)
VF(V)

Figure 3. IF-VF 特性© 2022 ROHM Co., Ltd.

100
0.1110
Reverse Voltage: VR(V)
VR(V)

100

Figure 4. 容量-VR 特性

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4. 実機における他社品との比較評価
弊社車載用 LED ドライバ BD18353EFV-M[2]とその評価ボードを用いて、ローム YQ10RSM10SD(100V/10A/TO-277)と他社品の効率および発熱比較を行いました。

4-1. 評価ボード および回路図
Figure 5.に、評価ボードの全景と、その回路図を示します。
今回の評価では、昇圧部の整流ダイオード(赤枠)を交換しながら比較評価を実施しました。なお、スイッチング用 MOSFET(青枠)は、ローム製のRD3P100SNFRA(100V/10A/TO-252)を使用しました。
Boost block

Rectifier
SBD Diode

SBD: exchanged
Switching
MOSFET
MOSFET: Fixed

Figure 5. 基板写真と回路図

4-2. 評価結果
Figure 6.に、効率とパッケージ表面温度 Tc の比較結果を示します。
その結果、VF と容量、両特性に優れる YQ10RSM10SD が最も高効率になり、同一パッケージでも Tc を最も低く抑えられることが確認できました。特に Company-B,C の効率が悪く Tc も高いですが、これは 3 章で説明した通り VF が高いためです。また、Company-A は ROHM
YQ10RSM10SD と VF 特性は同等ですが、スイッチング損失が大きいためロームよりも効率が悪く Tc も高い結果になります。
BEST
YQ10RSM10SD
Tc=55.8℃(ROHM)

Company-A

BEST ROHM: YQ10RSM10SD
Tc=58.0℃

YQ10RSM10SD(ROHM)
Company-A
Tj=25℃
Vin=12V
Vout=22V

Tc=61.0℃

Company-B

Company-B

Company-C

Company-C
Tc=59.2℃

Figure 6. 効率とパッケージ表面温度の比較結果© 2022 ROHM Co., Ltd.

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5. ラインアップ
Figure 7 に、YQ シリーズのラインアップを紹介します。今回の LED ドライバの評価に使用した YQ10RSM10SD をはじめ、様々な用途に合わせて幅広いラインアップを用意しています。また、これら以外のラインアップも随時追加予定ですので、お気軽にお問合せ下さい。

ショットキーバリアダイオード - YQ シリーズ | ローム株式会社 - ROHM Semiconductor
Figure 7. YQ シリーズ ラインアップ

6. まとめ・YQ シリーズは、従来の RBS, RBR, RBQ, RBxx8 各シリーズに比べて低 VF かつ低 IR を両立した製品のため、様々なアプリケーションの高効率化に貢献できます。
・放熱性に優れる TO-252 や TO-277 パッケージもラインアップしております。低 IR 素子との組み合わせは、従来品に比べて熱暴走リスクの低減に大きく貢献します。このことは温度環境の厳しい車載機器に対して特に有効であると言えます。
・YQ シリーズは同クラスの他社品と比較して、VF および容量特性が優れています。そのため車載 LED ヘッドランプなどの実回路で使用した際、効率向上と発熱低減の点で非常に有利になると考えます。

7. 参考文献[1] トレンチ MOS バリア構造, 100V10A, TO-277A, 車載用 高効率パワーショットキーバリアダイオード YQ10RSM10SDTF
データシート(Rev.001) ローム株式会社 , 2023 年 4 月.
[2] 車載用 1ch 大電流 LED コントローラ BD18353EFV-M BD18353MUF-M
データシート(No. TSZ02201-0T1T0B400330-1-1 Rev.002) ローム株式会社 , 2021 年 2 月.

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