导通电阻骤降21%！Wolfspeed第4代SiC技术平台解析

电子发烧友网综合报道 2月12日，Wolfspeed宣布推出全新的第4代SiC MOSFET技术平台，该平台从设计端就考虑耐久性和高效性，同时还能降低系统成本、缩短开发时间。据介绍，Wolfspeed第4代技术专为简化大功率设计中常见的开关行为和设计挑战而设计，并为 Wolfspeed 的各类产品（包括功率模块、分立元件和裸芯片产品）制定了长远的发展规划路线图。
 
导通电阻大幅下降，开关损耗降低，安全冗余更高
 
Wolfspeed的第4代SiC MOSFET技术主要的提升在于三个部分，首先是在工作温度下，MOSFET导通电阻相比上一代降低高达 21%，开关损耗降低高达 15%。
 
导通电阻的降低对于提高SiC MOSFET的性能尤为关键，最直接的影响是降低了器件的导通损耗，提升整体的能效；另外低导通电阻结合SiC材料的高临界电场特性，允许器件在更小的芯片面积内实现高耐压（如1700 V以上），同时降低栅极电荷（Qg）和电容，从而支持更高开关频率，缩小电源系统中电感电容等器件的尺寸和成本；导通电阻降低也减少了热量的产生，可以降低系统散热成本。
 
第二是耐久性、安全方面的提升。Wolfspeed第4代技术具有高达 2.3 μS 的短路耐受时间，可为关键应用提供额外的安全余量。此外，与以前的技术相比，该平台的失效率 (FIT) 能够实现高达 100 倍的改善，确保了在不同海拔高度下都能拥有可靠的性能表现。体二极管设计提升了系统的耐用性，可以实现更快的开关速度，减少损耗并降低振铃现象，使 VDS 过冲降低 80%。耐高温方面，第4代SiC MOSFET裸芯片能够胜任185 °C的连续运行工况以及200 °C的有限寿命运行工况。
 
第三是更低的系统成本，更高的系统效率。无论是软开关还是硬开关应用，Wolfspeed的第4代技术在工作温度条件下可使比导通电阻降低达21%；而在硬开关应用中，得益于第4代技术，开关损耗降低幅度达15%。
 
性能的提升，能够带来整体系统成本的降低，能够实现在相同的封装尺寸范围内，将功率输出提升多达30%。第4代技术能够集成一种新型软恢复体二极管的设计，可显著降低反向恢复期间的EMI，简化EMI认证流程，并可实现采用更小尺寸的EMI滤波器。第4代MOSFET器件的电容比高达600，可在高dV/dt下实现更安全、更平滑的开关动作，而不会出现寄生过冲现象。
 
Wolfspeed执行董事长Tom Werner表示：“Wolfspeed一直坚持不懈地推动持续创新，并将我们的碳化硅解决方案带给越来越多的行业，以应对那些日益具有挑战性的应用场景。我们的第4代技术将依托我们的高效200 mm晶圆交付，这将使我们能够实现该行业前所未有的生产规模和良率水平。”