早在2011年，三菱電機就開發了1700V/1200A混合SiC模塊，并將其應用在地鐵牽引變流器中。2015年3300V全SiC模塊開始在高速列車牽引變流器應用。如今，三菱電機3300V全SiC模塊已應用在包括動車、機車、地鐵等眾多軌道車輛牽引變流器中，并已投入商業化運營。

以下將從高可靠性方面來闡述三菱電機面向鐵路牽引領域應用的SiC MOSFET模塊。

2.1 芯片方面

如第5講所述，SiC晶體中存在少量晶體缺陷，這些缺陷在長期通過雙極性電流時使器件特性劣化，如下圖1所示。特別是在需要多芯片并聯的高壓大電流模塊中，雙極性退化的風險變高。

因此為了避免雙極性電流流過，三菱電機開發了兩種解決方案。

解決方案①：在SiC MOSFET芯片并聯SiC SBD芯片，當反向導通時，SiC SBD的正向壓降低于MOSFET體二極管正向壓降，因此反向電流流過SiC SBD，從而抑制體二極管的導通，避免雙極性電流導通，示意圖如圖2所示。基于此方案開發的SiC MOSFET模塊一覽表見表1。

解決方案②：如圖3所示，在MOSFET元胞之間用肖特基接觸替代原有的歐姆接觸，肖特基勢壘二極管的正向壓降低于體二極管壓降，因此，當反向電流導通時（正常工作條件下），電流將流過嵌入的SiC SBD，抑制體二極管的導通，避免雙極性電流導通。基于此方案開發的SiC MOSFET模塊一覽表見表2。

 2.2 封裝方面

相對Si材料，SiC材料具有寬帶隙和高熱導率，我們期望SiC器件可以在更高的工作溫度下運行。三菱電機高壓SiC MOSFET模塊支持175℃工作結溫，其封裝技術相對傳統IGBT模塊封裝技術做了很大改進。圖4顯示了內部結構示意圖，表3顯示了從傳統封裝到高溫運行SiC MOSFET模塊封裝的技術變更。