全SiC MOSFET模塊實現(xiàn)系統(tǒng)的低損耗和小型化

SiC MOSFET模塊是采用新型材料碳化硅（SiC）的功率半導(dǎo)體器件，在高速開關(guān)性能和高溫環(huán)境中，優(yōu)于目前主流應(yīng)用的硅（Si）IGBT和MOSFET器件。在需要更高額定電壓和更大電流容量的工業(yè)設(shè)備應(yīng)用中，SiC MOSFET模塊可以滿足包括軌道車用逆變器、轉(zhuǎn)換器和光伏逆變器在內(nèi)的應(yīng)用需求，實現(xiàn)系統(tǒng)的低損耗和小型化。

東芝推出并已量產(chǎn)的1200V和1700V碳化硅MOSFET模塊MG600Q2YMS3和MG400V2YMS3就是這樣的產(chǎn)品，其最大亮點是全SiC MOSFET模塊，不同于只用SiC SBD（肖特基二極管）替換Si FRD（快速恢復(fù)二極管）的SiC混合模塊，這兩款產(chǎn)品完全由SiC二極管和SiC MOSFET構(gòu)成。全SiC功率模塊不僅具有高速開關(guān)特性，同時可大幅降低損耗，是更小、更高效的工業(yè)設(shè)備的理想選擇。

模塊的功能特性分析

東芝的兩款SiC MOSFET模塊中，MG600Q2YMS3的額定電壓為1200V，額定漏極電流為600A；另一款MG400V2YMS3的額定電壓為1700V，額定漏極電流為400A。這兩款器件擴充了東芝現(xiàn)有產(chǎn)品線，加上東芝以前發(fā)布的3300V雙通道SiC MOSFET模塊MG800FXF2YMS3，全系列將覆蓋了1200V、1700V和3300V應(yīng)用。

兩款SiC MOSFET模塊與Si IGBT模塊安裝方式兼容，損耗卻低于Si IGBT模塊，還內(nèi)置了NTC熱敏電阻，用作溫度傳感器，以便精確測量模塊內(nèi)部芯片的溫度。

從MG400V2YMS3和MG600Q2YMS3的功能特性來看，兩款產(chǎn)品是同類型的大功率碳化硅N溝道MOSFET模塊，均具備低損耗和高速開關(guān)能力，只是在漏源極電壓（VDSS）和漏極電流（ID）方面做了差分，以滿足不同客戶的應(yīng)用需要，至于其他方面的差異并不是很大。

模塊的主要特性

MG400V2YMS3和MG600Q2YMS3全SiC MOSFET模塊的相同特性如下：

低雜散電感，低熱阻， Tch最大值＝150℃

增強型MOS

電極與外殼隔離

兩款模塊的其他主要特性如下：（滑動查看更多）

MG400V2YMS3

VDSS＝1200V

VDS(on)sense＝0.8V（典型值）@ID＝400A，Tch＝25℃

Eon＝28mJ（典型值），Eoff＝27mJ（典型值）@VDS＝900V，ID＝400A，Tch＝150℃

MG600Q2YMS3

VDSS＝1200V

VDS(on)sense＝0.8V（典型值）@ID＝400A，Tch＝25℃

Eon＝28mJ（典型值），Eoff＝27mJ（典型值）@VDS＝900V，ID＝400A，Tch＝150℃

以下是MG400V2YMS3和MG600Q2YMS3的主要規(guī)格：（除非另有規(guī)定，@Tc＝25℃）

SiC MOSFET模塊的優(yōu)勢

與IGBT模塊相比，SiC MOSFET模塊的低損耗特性可以降低包括開關(guān)損耗和導(dǎo)通損耗在內(nèi)的總損耗。高速開關(guān)和低損耗操作還有助于減小濾波器、變壓器和散熱器的尺寸，實現(xiàn)緊湊、輕便的系統(tǒng)設(shè)計。此外，SiC MOSFET模塊的高耐熱性和低電感封裝，以及寬柵極-源極電壓和高柵極閾值電壓，可以實現(xiàn)更高的系統(tǒng)可靠性。

產(chǎn)品應(yīng)用方向

環(huán)境和能源問題是一個亟待解決的全球性問題。隨著電力需求持續(xù)升高，對節(jié)能的呼聲越來越高，對高效、緊湊型電力轉(zhuǎn)換系統(tǒng)的需求也在迅速增加。全新碳化硅材料的功率MOSFET具有耐高壓、高速開關(guān)、低導(dǎo)通電阻等方面的優(yōu)勢，除大幅降低功率損耗外，還可以縮小產(chǎn)品尺寸。

東芝MG400V2YMS3和MG600Q2YMS3適用于大功率應(yīng)用領(lǐng)域，包括大功率開關(guān)電源、電機控制器，包括軌道牽引應(yīng)用。其具體應(yīng)用涵蓋軌道車輛用逆變器和變流器、可再生能源發(fā)電系統(tǒng)、電機控制設(shè)備和高頻DC-DC轉(zhuǎn)換器。目前東芝的兩款模塊均已大量投放市場，并在各種應(yīng)用中發(fā)揮節(jié)能減排的作用。

審核編輯：郭婷