這篇博客文章首次由聯(lián)合硅碳化物(United Silicon Carbide)發(fā)表。加入科爾沃家族United SiC是硅碳化物(SiC)動(dòng)力半導(dǎo)體的主要制造廠商,它擴(kuò)大了科沃的電動(dòng)車(chē)輛、工業(yè)電力、電路保護(hù)、可再生能源和數(shù)據(jù)中心電力迅速增長(zhǎng)的市場(chǎng)。

Abstract

SiC開(kāi)關(guān)的數(shù)據(jù)表可能難以比較。 SIC MOSFETs似乎在耐性溫度系數(shù)較低的情況下具有優(yōu)勢(shì),但這表明與SIC相比,其基本損失和總體效率低下的程度較高。聯(lián)合海合會(huì) FETs.

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俗話(huà)說(shuō) , “ 比較是令人憎惡的 , ” , 正如俗語(yǔ)所說(shuō) , 最初記錄在1440年左右的約翰·萊德蓋特的《 馬、鵝和羊之間的爭(zhēng)論 》 。 “除牲畜外,現(xiàn)代電力轉(zhuǎn)換器的設(shè)計(jì)師必須努力冷靜地比較電源開(kāi)關(guān)應(yīng)用與一系列“最佳性能”的競(jìng)合要求。 ”問(wèn)題在于將蘋(píng)果與蘋(píng)果比較,繼續(xù)種植隱喻,因?yàn)槿绻豢紤]其與其他措施的權(quán)衡,任何單一的電參數(shù)都不能說(shuō)更好。 開(kāi)關(guān)耐用是一個(gè)很好的例子 — — 你必須將部件與相同的電壓等級(jí)、制造商推薦的門(mén)驅(qū)動(dòng)電壓、相同的接合溫度和排水流以及相同的組合作比較。

Si MOSFET、SiC MOSFET和SiC FET爭(zhēng)奪位置

在高壓電壓下,Si MOSFETs、SiC MOSFETs、SiC MOSFETs和聯(lián)合海合會(huì) FETs從上幾百伏到上,都在爭(zhēng)奪位置,數(shù)據(jù)表通常給出Rds( 關(guān)于)特定電壓定值值、交接溫度和門(mén)驅(qū)動(dòng)電壓。uj4c075018k4s例如,聯(lián)合賽事公司最近發(fā)布的聯(lián)合賽事公司(United SiC)給出了V值的耐抗值GS= 12V,25°C至175°C,全部為20A排水流。從中可以很容易地得出R的溫度系數(shù)數(shù)字。ds( 關(guān)于)Tj = 125C 的溫度為70-75%左右。

650V SIC MOSFETs的冠軍可能會(huì)指出,他們看到在Tj = 125C = 125C 中通常20-25%的數(shù)值,這個(gè)數(shù)字與其它設(shè)備相類(lèi)似。 是否比這高三倍? 首先,溫度系數(shù)的某些正值對(duì)于迫使死細(xì)胞分享電流而不熱點(diǎn)和熱離群十分必要。 同樣,設(shè)計(jì)師也依賴(lài)正值來(lái)獲得與自然電流共享平行的裝置。

SiC MOSFET電阻主要由其反向溝道決定

R 的較低值ds( 關(guān)于)SIC MOSFETs 和 JFETS實(shí)際上表明正在產(chǎn)生更深的影響;MOSFETs和JFETS是“單載體”裝置,電子通過(guò)不同區(qū)域(基底、漂流層、日本FET區(qū)域和通道等)流動(dòng)。 在650V SIC MOSFET中,反向通道控制著總抗藥性,而這種抗藥性實(shí)際上隨著溫度的下降(自由載體數(shù)量x電子反向?qū)右苿?dòng) ) , 溫度的上升、臨界電壓的下降和頻道中自由載體數(shù)量的增加,因此抗藥性下降。 這一效應(yīng)被裝置其余區(qū)域(即JFET、漂流層和基質(zhì)抗藥性)的正溫系數(shù)所抵消,以便產(chǎn)生微凈正的TC值。希克·杰菲同時(shí),低電壓Si MOSFET只占抗電總量的一小部分,這解釋了TC值高于SIC MOSFET值的原因,但說(shuō)明一點(diǎn)的是,SIC FET中也不存在與非理想 SiC 倒電層相關(guān)的損失(SIC FET中也不存在) 。圖1 圖1).

圖1:典型的SIC MOSFET戰(zhàn)壕建造和United SiC FET 顯示沒(méi)有丟失的SIC MOS反向通道,導(dǎo)致較高的耐抗溫度系數(shù),但損失減少

SiC FETs have lower overall conduction losses

如圖2所示,對(duì)650/750V裝置進(jìn)行Rds( 關(guān)于)比較后,United SiC FET以25°C為起點(diǎn),大約為SIC MOSFET 特定抗力的三分之一,150°C時(shí)還差近2x,因此同一有效死亡區(qū)的導(dǎo)電損失約為一半。

圖2 聯(lián)合海委會(huì)FETs的耐抗毒性較高,但絕對(duì)值較低

其凈效應(yīng)是,如果采用聯(lián)合SIC FET(United SiC FET)和Rds( 關(guān)于)健康正溫系數(shù)(RDS(NON)),則總體導(dǎo)電損失總量將降低,以確保當(dāng)前細(xì)胞和平行裝置之間的有效共享。 這顯然有助于確保比較有效,并理解影響背后的機(jī)制 — — 它可以揭示實(shí)際重要之處:較低總損失.

審核編輯 黃宇