パワー半導体市場において、絶縁ゲートバイポーラトランジスタ（IGBT）および炭化ケイ素金属酸化物半導体電界効果トランジスタ（SiC MOSFET）は、優れた耐圧性と周波数特性を持ち、従来のMOSFETに徐々に取って代わっています。IGBTおよびSiC MOSFETの駆動回路の信頼性を向上させるため、光カップラ絶縁ゲート駆動チップを設計し、光検出器と駆動回路の協調設計により単一チップ集積を実現しました。Silvacoソフトウェアを用いて光検出器のシミュレーションを行いました。シミュレーションの結果、光検出器は800 nm波長の赤外光に対して約0.277 A/Wの応答度を持ち、-3 dB帯域幅は約90 MHzでした。光カップラの光学構造を最適化し、制御端子と後段高電圧駆動回路の効果的な絶縁を実現し、クロストーク問題を解決しました。Maxchip 0.18 μm 40 V BCDプロセスでウェハを製造し、パッケージングされたチップのテストを行いました。光源入力電流10 mA、チップ電源電圧12～40 V、入力信号周波数20 kHzのテスト条件下で、チップの伝搬遅延はわずか98 nsでした。

協調設計;単一チップ集積;光カップラ絶縁;低遅延