| 技術(shù)加油站|青出于藍而勝于藍的SiC-MOSFET |
| 時間：2018-01-03 來源:管理員 |
2017-12-20 羅姆半導(dǎo)體集團
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眾所周知，SiC材料的特性和優(yōu)勢已被大規(guī)模地證實，它被認為是用于高電壓、高頻率的功率器件的理想半導(dǎo)體材料。SiC器件的可靠性是開發(fā)工程師所關(guān)心的重點之一，因為在出現(xiàn)基于Si材料的IGBT和MOSFET器件的同時，沒有出現(xiàn)基于SiC的類似器件。
與IGBT的區(qū)別：Vd-Id特性
Vd-Id特性是晶體管最基本的特性之一。下面是25℃和150℃時的Vd-Id特性。
請看25℃時的特性圖表。SiC及Si MOSFET的Id相對Vd（Vds）呈線性增加，但由于IGBT有上升電壓，因此在低電流范圍MOSFET元器件的Vds更低（對于IGBT來說是集電極電流、集電極-發(fā)射極間電壓）。不言而喻，Vd-Id特性也是導(dǎo)通電阻特性。根據(jù)歐姆定律，相對Id，Vd越低導(dǎo)通電阻越小，特性曲線的斜率越陡，導(dǎo)通電阻越低。
IGBT的低Vd（或低Id）范圍（在本例中是Vd到1V左右的范圍），在IGBT中是可忽略不計的范圍。這在高電壓大電流應(yīng)用中不會構(gòu)成問題，但當用電設(shè)備的電力需求從低功率到高功率范圍較寬時，低功率范圍的效率并不高。
相比之下，SiC MOSFET可在更寬的范圍內(nèi)保持低導(dǎo)通電阻。
與IGBT的區(qū)別：關(guān)斷損耗特性
前面多次提到過，SiC功率元器件的開關(guān)特性優(yōu)異，可處理大功率并高速開關(guān)。在此具體就與IGBT開關(guān)損耗特性的區(qū)別進行說明。
比較開關(guān)OFF時的波形可以看到，SiC-MOSFET原理上不流過尾電流，因此相應(yīng)的開關(guān)損耗非常小。在本例中，SiC-MOSFET＋SBD（肖特基勢壘二極管）的組合與IGBT＋FRD（快速恢復(fù)二極管）的關(guān)斷損耗Eoff相比，降低了88%。
與IGBT的區(qū)別：導(dǎo)通損耗特性
接下來看開關(guān)導(dǎo)通時的損耗。
IGBT在開關(guān)導(dǎo)通時，流過Ic（藍色曲線）用紅色虛線圈起來部分的電流。這多半是二極管的恢復(fù)電流帶來的，是開關(guān)導(dǎo)通時的一大損耗。請記住：在并聯(lián)使用SiC-SBC時，加上恢復(fù)特性的快速性，MOSFET開關(guān)導(dǎo)通時的損耗減少；FRD成對時的開關(guān)導(dǎo)通損耗與IGBT的尾電流一樣隨溫度升高而增加。
總之，關(guān)于開關(guān)損耗特性可以明確的是：SiC-MOSFET優(yōu)于IGBT；SiC MOSFET也已經(jīng)具有廣泛工業(yè)應(yīng)用所要求的質(zhì)量水平。另外，這里提供的數(shù)據(jù)是在羅姆試驗環(huán)境下的結(jié)果。驅(qū)動電路等條件不同，結(jié)果也可能不同，要記住具體問題具體分析哦！ |
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