SiC MOSFET 器件特色知多少多?
对于低压开关电源运用 ,色知碳化硅或者 SiCMOSFET 与传统硅 MOSFET 以及 IGBT 比照具备清晰优势 。多少多开关逾越 1,色知000 V的低压电源轨以数百 kHz 运行并非易事 ,纵然是多少多最佳的超结硅 MOSFET 也难以胜任 。IGBT 很罕用,色知但由于其存在“拖尾电流”且关断飞快,多少多因此仅限用于较低的色知使命频率。因此 ,多少多硅 MOSFET 更适宜低压 、色知高频操作,多少多而 IGBT 更适宜低压、色知大电流 、多少多低频运用 。色知SiC MOSFET 很好地统筹了低压 、多少多高频以及开关功能优势 。色知它是电压操作的场效应器件 ,可能像 IGBT 同样妨碍低压开关 ,同时开关频率即是或者高于低压硅 MOSFET 的开关频率。
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SiC MOSFET 具备配合的栅极驱动要求。艰深来说 ,它在导通时期需要一个 20V 、Vdd 栅极驱动来提供尽可能低的导通电阻。与对于应的硅器件比照,它具备更低的跨导、更高的外部栅极电阻,且栅极导通阈值可低于 2 V。因此,在关断时期,栅极必需拉低至负电压(艰深是 -5 V)。清晰以及优化栅极驱动电路对于坚贞性以及部份开关功能具备颇为大的影响 。
本系列文章将重点介绍 SiC MOSFET 特有的器件特色 ,并介绍了栅极驱动优化妄想的关键需要,以最大限度地后退 SiC 开关功能 。此外还将品评辩说零星级思考因素,好比启动、倾向呵护以及稳态切换。本文为第一部份 ,将介绍SiC MOSFET 特有的器件特色。
引言
碳化硅 (SiC) 属于宽禁带 半导体质料系列,用于制作分立功率半导体。如表 1 所示,传统硅 (Si) MOSFET 的带隙能量为 1.12 eV ,而 SiC MOSFET 的带隙能量则为 3.26 eV 。
SiC 以及氮化镓 (GaN) 具备更宽的带隙能量,象征着将电子从价带挪移到导带需要约莫 3 倍的能量,从而使质料的展现更像绝缘体而不像导体 。这使患上 WBG 半导体可能接受更高的击穿电压,其击穿场安妥性是硅的 10 倍。对于给定的格外电压 ,较高的击穿场可能减漂亮件的厚度,从而转化为较低的导通电阻以及较高的电流能耐。SiC 以及 GaN 都具备与硅相同数目级的迁移率参数,这使患上两种质料都颇为适宜高频开关运用。可是,与硅以及 GaN 比照 ,SiC 最与众差距的参数是其热导率逾越 3 倍以上 。对于给定的功耗,较高的热导率将转化为较低的温升。商用 SiC MOSFET 的最高保障使命温度为 150°C < Tj < 200°C。响应地 ,SiC的结温最高可能抵达 600℃ ,但其主要受键合以及封装技术的限度。这使患上 SiC 成为适用于低压 、高速 、高电流 、高温