SCT3xxx xR系列是面向服務器用電源、太陽能逆變器和電動汽車充電站等要求高效率的應用開發而成的溝槽柵極結構SiC MOSFET,采用4引腳封裝。此次共推出6款機型(650V耐壓和1200V耐壓)。
SiC MOSFET:SCT3xxx xR系列的亮點
亮點1:采用溝槽柵極結構,比平面結構更容易實現微細化,因此有望實現更接近SiC本征特性的低導通電阻。
亮點2:采用4引腳封裝:TO-247-4L,可最大限度地發揮SiC MOSFET本身的高速開關性能。與以往的3引腳封裝TO-247N相比,開關損耗可降低約35%。
亮點3:提供SiC MOSFET評估板,評估板中配備了非常適用于SiC元器件驅動的柵極驅動器IC、各種電源IC及分立產品,可輕松評估元器件。
亮點4:SCT3xxx xR系列SiC MOSFET和評估板均已實現網售,可通過網售平臺購買。
4引腳封裝TO-247-4L與以往的3引腳封裝TO-247N之間的結構差異
下圖是新采用的4引腳封裝TO-247-4L和以往的3引腳封裝TO-247N之間的結構差異示意圖。
以往的3引腳封裝TO-247N(左)存在一個課題,即源極引腳的電感分量會引起柵極電壓下降,開關速度會降低。新推出的SCT3xxx xR系列所采用的4引腳封裝TO-247-4L(右),是柵極驅動器用的源極引腳(驅動器源極)和電力路徑用源極引腳(電源源極)分離的結構,可降低柵極驅動的電感分量的影響。其結果是TO-247-4L封裝的SiC MOSFET比以往3引腳封裝的開關損耗更低。
4引腳封裝TO-247-4L可將開關損耗降低約35%
4引腳封裝TO-247-4L可最大限度地發揮出SiC MOSFET的高速開關性能,尤其是可以顯著改善導通損耗。與以往的3引腳封裝相比,導通損耗和關斷損耗合起來預計可降低約35%的損耗。
MOSFET通常為電壓驅動型,通過開/關柵極引腳的電壓來控制開關工作。圖1為以往(TO-247N)MOSFET的普通柵極驅動電路示例。
驅動電路中包括電路板的電感和MOSFET源極引腳的電感LSOURCE,這個參數是非常重要的考量項目。在以往的開關速度下,漏極-源極間流動的漏極電流ID的變化會產生電動勢,即產生電流的電位差。
MOSFET被施加VG并導通,ID增加,LSOURCE沿圖中(Ⅰ)的方向產生VLSOURCE。該電壓包含在導通時的驅動電路網中,如公式(1)所示,使MOSFET的導通動作所需的電壓VGS_INT減少,最終導致導通速度下降。
VGS_INT=VG-IG×RG_EXT-LSOURCE×dID?dt …公式(1)
關斷時也是同樣的原理,由于公式(1)中的IG和dID?dt為負,因此使RG_EXT和LSOURCE電壓上升(Ⅱ),VSG_INT增加,導致關斷速度下降。
圖2是可消除這種電動勢影響的采用4引腳封裝TO-247-4L的MOSFET的驅動電路示例。驅動器源極引腳通過將VG信號的SOURCE側直接連接到芯片來消除該電動勢VLSOURCE的影響,從而可改善開關速度。
下圖是4引腳封裝TO-247-4L和以往的3引腳封裝TO-247N的導通開關特性比較(左)、導通/關斷的開關損耗(右)曲線圖。
從左側的開關波形圖可以看出,4引腳封裝(紅色)的VDS和IDS的切換速度明顯提高。從右側的開關損耗比較曲線圖中也同樣可以看出,4引腳封裝(紅色)的損耗更少(通過波形面積看)。
導通損耗和關斷損耗合起來可降低約35%的開關損耗。
適用于哪些應用?
近年來,隨著AI和IoT的發展與普及,對云服務的需求日益增加,與此同時,在全球范圍對數據中心的需求也隨之增長。數據中心所使用的服務器正在向大容量、高性能方向發展,在這種背景下,如何降低功耗就成為一個亟需解決的課題。因此,損耗更少的SiC元器件備受矚目。SCT3xxx xR系列的性能非常適用于服務器、基站、太陽能逆變器、蓄電系統、電動汽車的充電站等應用。
此次推出的產品陣容
此次推出的SiC MOSFET SCT3xxx xR系列共有6款機型,包括650V耐壓3款機型和1200V耐壓3款機型。如欲進一步了解詳情,請點擊產品名稱的鏈接。
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產品名稱 |
漏極- 源極間電壓圧 VDS[V] |
漏極- 源極間導通電阻 RDS(on) @25℃ [mΩ(typ.)] |
漏極電流 ID@25℃ [A] |
漏極損耗 PD [W] |
工作溫度范圍 [℃] |
封裝 |
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![]() |
650 | 30 | 70 | 262 | -55~+175 | TO-247-4L |
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60 | 39 | 165 | |||
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80 | 30 | 134 | |||
![]() |
1200 | 40 | 55 | 262 | ||
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80 | 31 | 165 | |||
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105 | 24 | 134 |
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使用評估板快速簡便地進行評估
P02SCT3040KR-EVK-001是SiC MOSFET評估板,配備了非常適用于SiC元器件驅動的柵極驅動器IC(BM6101FV-C)、各種電源IC及分立產品,可輕松簡便地進行元器件評估。
為了能夠在同一條件下進行評估,該評估板不僅可以評估TO-247-4L封裝的產品,還可安裝并評估TO-247N封裝的產品。另外,使用該評估板,可進行雙脈沖測試、Boost電路、兩電平逆變器、同步整流型Buck電路等的評估。P02SCT3040KR-EVK-001在網售平臺有售。詳情請參閱官網的支持頁面。
※電動勢:由電磁感應、熱電效應、光電效應及化學反應等引起的電位差。本文中是指由電磁感應引起的電位差。
審核編輯?黃宇
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