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使用 SiC MOSFET：挑戰(zhàn)和設(shè)計(jì)建議

2513579 2022-11-25 | pdf | 252.69KB | 次下載 | 免費(fèi)

資料介紹

對(duì)于電網(wǎng)轉(zhuǎn)換、電動(dòng)汽車或家用電器等大功率應(yīng)用，碳化硅 (SiC) MOSFET 與其硅 IGBT 同類產(chǎn)品相比具有許多優(yōu)勢(shì)，包括更快的開(kāi)關(guān)速度、更高的電流密度和更低的導(dǎo)通電阻。然而，SiC MOSFET 有其自身的問(wèn)題清單，包括耐用性、可靠性、高頻應(yīng)用中的振鈴和故障處理。對(duì)于電網(wǎng)轉(zhuǎn)換、電動(dòng)汽車或家用電器等大功率應(yīng)用，碳化硅 (SiC) MOSFET 與其硅 IGBT 同類產(chǎn)品相比具有許多優(yōu)勢(shì)，包括更快的開(kāi)關(guān)速度、更高的電流密度和更低的導(dǎo)通電阻。然而，SiC MOSFET 有其自身的問(wèn)題清單，包括耐用性、可靠性、高頻應(yīng)用中的振鈴和故障處理。對(duì)于設(shè)計(jì)人員而言，成功應(yīng)用 SiC MOSFET 的關(guān)鍵是深入了解 SiC MOSFET 獨(dú)特的工作特性及其對(duì)設(shè)計(jì)的影響。本文將提供這種見(jiàn)解，以及實(shí)施建議和解決方案示例。對(duì)于設(shè)計(jì)人員而言，成功應(yīng)用 SiC MOSFET 的關(guān)鍵是深入了解 SiC MOSFET 獨(dú)特的工作特性及其對(duì)設(shè)計(jì)的影響。本文將提供這種見(jiàn)解，以及實(shí)施建議和解決方案示例。為什么選擇 SiC MOSFET為什么選擇 SiC MOSFET要了解 SiC MOSFET 的功能，將它們與 Si 同類產(chǎn)品進(jìn)行比較很有用。SiC 器件可以阻擋比硅多 10 倍的電壓，具有更高的電流密度，可以更快地在開(kāi)和關(guān)狀態(tài)之間轉(zhuǎn)換 10 倍，并且具有更低的導(dǎo)通電阻。例如，一個(gè) 900 伏的 SiC MOSFET 可以提供與 Si MOSFET 相同的導(dǎo)通電阻，但芯片尺寸要小 35 倍（圖 1）。要了解 SiC MOSFET 的功能，將它們與 Si 同類產(chǎn)品進(jìn)行比較很有用。SiC 器件可以阻擋比硅多 10 倍的電壓，具有更高的電流密度，可以更快地在開(kāi)和關(guān)狀態(tài)之間轉(zhuǎn)換 10 倍，并且具有更低的導(dǎo)通電阻。例如，一個(gè) 900 伏的 SiC MOSFET 可以提供與 Si MOSFET 相同的導(dǎo)通電阻，但芯片尺寸要小 35 倍（圖 1）。圖 1：與 Si 器件相比，SiC MOSFET（右）具有更低的導(dǎo)通電阻和更高的耐壓能力。（圖片來(lái)源：圖 1：與 Si 器件相比，SiC MOSFET（右）具有更低的導(dǎo)通電阻和更高的耐壓能力。（圖片來(lái)源：ROHM SemiconductorROHM Semiconductor））當(dāng)在高達(dá) 150°C 的溫度下工作時(shí)，標(biāo)準(zhǔn)硅 MOSFET 將表現(xiàn)出兩倍于典型 25°CR 當(dāng)在高達(dá) 150°C 的溫度下工作時(shí)，標(biāo)準(zhǔn)硅 MOSFET 將表現(xiàn)出兩倍于典型 25°CR DS(on)的性能。DS(on)的性能。正確封裝后，SiC MOSFET 的額定溫度可達(dá) 200°C 或更高。SiC MOSFET 的極高工作溫度還簡(jiǎn)化了熱管理，從而減少了印刷電路板的外形尺寸并提高了系統(tǒng)可靠性。正確封裝后，SiC MOSFET 的額定溫度可達(dá) 200°C 或更高。SiC MOSFET 的極高工作溫度還簡(jiǎn)化了熱管理，從而減少了印刷電路板的外形尺寸并提高了系統(tǒng)可靠性。設(shè)計(jì)挑戰(zhàn)設(shè)計(jì)挑戰(zhàn)然而，SiC MOSFET 技術(shù)可能是一把雙刃劍，帶來(lái)改進(jìn)和設(shè)計(jì)挑戰(zhàn)。在眾多挑戰(zhàn)中，工程師必須確保：