SiC FET 耐抗性变化与温度变化 — 进行正确的比较

这篇博客文章首次由联合硅碳化物(United Silicon Carbide)发表。加入科尔沃家族United SiC是硅碳化物(SiC)动力半导体的主要制造厂商,它扩大了科沃的电动车辆、工业电力、电路保护、可再生能源和数据中心电力迅速增长的市场。

Abstract

SiC开关的数据表可能难以比较。 SIC MOSFETs似乎在耐性温度系数较低的情况下具有优势,但这表明与SIC相比,其基本损失和总体效率低下的程度较高。联合海合会 FETs.

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俗话说 , “ 比较是令人憎恶的 , ” , 正如俗语所说 , 最初记录在1440年左右的约翰·莱德盖特的《 马、鹅和羊之间的争论 》 。 “除牲畜外,现代电力转换器的设计师必须努力冷静地比较电源开关应用与一系列“最佳性能”的竞合要求。 ”问题在于将苹果与苹果比较,继续种植隐喻,因为如果不考虑其与其他措施的权衡,任何单一的电参数都不能说更好。 开关耐用是一个很好的例子 — — 你必须将部件与相同的电压等级、制造商推荐的门驱动电压、相同的接合温度和排水流以及相同的组合作比较。

Si MOSFET、SiC MOSFET和SiC FET争夺位置

在高压电压下,Si MOSFETs、SiC MOSFETs、SiC MOSFETs和联合海合会 FETs从上几百伏到上,都在争夺位置,数据表通常给出Rds( 关于)特定电压定值值、交接温度和门驱动电压。uj4c075018k4s例如,联合赛事公司最近发布的联合赛事公司(United SiC)给出了V值的耐抗值GS= 12V,25°C至175°C,全部为20A排水流。从中可以很容易地得出R的温度系数数字。ds( 关于)Tj = 125C 的温度为70-75%左右。

650V SIC MOSFETs的冠军可能会指出,他们看到在Tj = 125C = 125C 中通常20-25%的数值,这个数字与其它设备相类似。 是否比这高三倍? 首先,温度系数的某些正值对于迫使死细胞分享电流而不热点和热离群十分必要。 同样,设计师也依赖正值来获得与自然电流共享平行的装置。

SiC MOSFET电阻主要由其反向沟道决定

R 的较低值ds( 关于)SIC MOSFETs 和 JFETS实际上表明正在产生更深的影响;MOSFETs和JFETS是“单载体”装置,电子通过不同区域(基底、漂流层、日本FET区域和通道等)流动。 在650V SIC MOSFET中,反向通道控制着总抗药性,而这种抗药性实际上随着温度的下降(自由载体数量x电子反向层移动 ) , 温度的上升、临界电压的下降和频道中自由载体数量的增加,因此抗药性下降。 这一效应被装置其余区域(即JFET、漂流层和基质抗药性)的正温系数所抵消,以便产生微净正的TC值。希克·杰菲同时,低电压Si MOSFET只占抗电总量的一小部分,这解释了TC值高于SIC MOSFET值的原因,但说明一点的是,SIC FET中也不存在与非理想 SiC 倒电层相关的损失(SIC FET中也不存在) 。图1 图1).

图1:典型的SIC MOSFET战壕建造和United SiC FET 显示没有丢失的SIC MOS反向通道,导致较高的耐抗温度系数,但损失减少

SiC FETs have lower overall conduction losses

如图2所示,对650/750V装置进行Rds( 关于)比较后,United SiC FET以25°C为起点,大约为SIC MOSFET 特定抗力的三分之一,150°C时还差近2x,因此同一有效死亡区的导电损失约为一半。

图2 联合海委会FETs的耐抗毒性较高,但绝对值较低

其净效应是,如果采用联合SIC FET(United SiC FET)和Rds( 关于)健康正温系数(RDS(NON)),则总体导电损失总量将降低,以确保当前细胞和平行装置之间的有效共享。 这显然有助于确保比较有效,并理解影响背后的机制 — — 它可以揭示实际重要之处:较低总损失.

审核编辑 黄宇