
通過使用SiC,可實現額定電壓3.3kV以上的高耐壓MOSFET。由于MOSFET是單極性器件,少數載流子不會積聚,所以能夠實現極低的開關損耗。一般來說,由于高耐壓模塊所處理的電流大,需要將功率損耗引起的發熱控制在容許值以下,因此將載波頻率(開關頻率)設置得較低。但通過使用SiC MOSFET,系統能夠使用高載波頻率,可為系統提供諸如高性能、小型化等前所未有的優點。
高耐壓SiC MOSFET的漂移層電阻和JFET區域電阻占導通電阻的比例較大。由于漂移層的電阻是由擊穿電壓和物理特性值決定的,很難通過設計來降低漂移層的電阻。因此,通過優化JFET區域設計來降低電阻非常重要。在JFET區域的設計中,在降低電阻的同時,為了確保可靠性,還需要抑制最大電場強度。如第11講所述,通過使用在第二代SiC MOSFET開發中獲得的JFET摻雜技術,實現了兼具低電阻和高可靠性的3.3kV SiC MOSFET。此外,高耐壓SiC MOSFET還需要考慮的性能是短路耐受能力。當施加高電壓時,必須進一步減小短路電流以保證器件免受短路故障的影響。SiC MOSFET短路電流的抑制伴隨著導通電阻的增加,因此設計時必須考慮這些特性的平衡。
圖1表示3.3kV SiC MOSFET模塊的正向特性。圖中還顯示了與SiC MOSFET具有相同有效面積的Si IGBT的正向特性。在低電流區域,與存在內建電勢的Si IGBT相比,SiC MOSFET的通態電壓大幅降低。這是SiC MOSFET的一大優點。






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