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使用 SiC MOSFET：挑战和设计建议

2513579 2022-11-25 | pdf | 252.69KB | 次下载 | 免费

资料介绍

对于电网转换、电动汽车或家用电器等大功率应用，碳化硅 (SiC) MOSFET 与其硅 IGBT 同类产品相比具有许多优势，包括更快的开关速度、更高的电流密度和更低的导通电阻。然而，SiC MOSFET 有其自身的问题清单，包括耐用性、可靠性、高频应用中的振铃和故障处理。对于电网转换、电动汽车或家用电器等大功率应用，碳化硅 (SiC) MOSFET 与其硅 IGBT 同类产品相比具有许多优势，包括更快的开关速度、更高的电流密度和更低的导通电阻。然而，SiC MOSFET 有其自身的问题清单，包括耐用性、可靠性、高频应用中的振铃和故障处理。对于设计人员而言，成功应用 SiC MOSFET 的关键是深入了解 SiC MOSFET 独特的工作特性及其对设计的影响。本文将提供这种见解，以及实施建议和解决方案示例。对于设计人员而言，成功应用 SiC MOSFET 的关键是深入了解 SiC MOSFET 独特的工作特性及其对设计的影响。本文将提供这种见解，以及实施建议和解决方案示例。为什么选择 SiC MOSFET为什么选择 SiC MOSFET要了解 SiC MOSFET 的功能，将它们与 Si 同类产品进行比较很有用。SiC 器件可以阻挡比硅多 10 倍的电压，具有更高的电流密度，可以更快地在开和关状态之间转换 10 倍，并且具有更低的导通电阻。例如，一个 900 伏的 SiC MOSFET 可以提供与 Si MOSFET 相同的导通电阻，但芯片尺寸要小 35 倍（图 1）。要了解 SiC MOSFET 的功能，将它们与 Si 同类产品进行比较很有用。SiC 器件可以阻挡比硅多 10 倍的电压，具有更高的电流密度，可以更快地在开和关状态之间转换 10 倍，并且具有更低的导通电阻。例如，一个 900 伏的 SiC MOSFET 可以提供与 Si MOSFET 相同的导通电阻，但芯片尺寸要小 35 倍（图 1）。图 1：与 Si 器件相比，SiC MOSFET（右）具有更低的导通电阻和更高的耐压能力。（图片来源：图 1：与 Si 器件相比，SiC MOSFET（右）具有更低的导通电阻和更高的耐压能力。（图片来源：ROHM SemiconductorROHM Semiconductor））当在高达 150°C 的温度下工作时，标准硅 MOSFET 将表现出两倍于典型 25°CR 当在高达 150°C 的温度下工作时，标准硅 MOSFET 将表现出两倍于典型 25°CR DS(on)的性能。DS(on)的性能。正确封装后，SiC MOSFET 的额定温度可达 200°C 或更高。SiC MOSFET 的极高工作温度还简化了热管理，从而减少了印刷电路板的外形尺寸并提高了系统可靠性。正确封装后，SiC MOSFET 的额定温度可达 200°C 或更高。SiC MOSFET 的极高工作温度还简化了热管理，从而减少了印刷电路板的外形尺寸并提高了系统可靠性。设计挑战设计挑战然而，SiC MOSFET 技术可能是一把双刃剑，带来改进和设计挑战。在众多挑战中，工程师必须确保：