SiC FET 耐抗性變化與溫度變化 — 進行正確的比較

這篇博客文章首次由聯合硅碳化物(United Silicon Carbide)發(fā)表。加入科爾沃家族United SiC是硅碳化物(SiC)動力半導體的主要制造廠商,它擴大了科沃的電動車輛、工業(yè)電力、電路保護、可再生能源和數據中心電力迅速增長的市場。

Abstract

SiC開關的數據表可能難以比較。 SIC MOSFETs似乎在耐性溫度系數較低的情況下具有優(yōu)勢,但這表明與SIC相比,其基本損失和總體效率低下的程度較高。聯合海合會 FETs.

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俗話說 , “ 比較是令人憎惡的 , ” , 正如俗語所說 , 最初記錄在1440年左右的約翰·萊德蓋特的《 馬、鵝和羊之間的爭論 》 。 “除牲畜外,現代電力轉換器的設計師必須努力冷靜地比較電源開關應用與一系列“最佳性能”的競合要求。 ”問題在于將蘋果與蘋果比較,繼續(xù)種植隱喻,因為如果不考慮其與其他措施的權衡,任何單一的電參數都不能說更好。 開關耐用是一個很好的例子 — — 你必須將部件與相同的電壓等級、制造商推薦的門驅動電壓、相同的接合溫度和排水流以及相同的組合作比較。

Si MOSFET、SiC MOSFET和SiC FET爭奪位置

在高壓電壓下,Si MOSFETs、SiC MOSFETs、SiC MOSFETs和聯合海合會 FETs從上幾百伏到上,都在爭奪位置,數據表通常給出Rds( 關于)特定電壓定值值、交接溫度和門驅動電壓。uj4c075018k4s例如,聯合賽事公司最近發(fā)布的聯合賽事公司(United SiC)給出了V值的耐抗值GS= 12V,25°C至175°C,全部為20A排水流。從中可以很容易地得出R的溫度系數數字。ds( 關于)Tj = 125C 的溫度為70-75%左右。

650V SIC MOSFETs的冠軍可能會指出,他們看到在Tj = 125C = 125C 中通常20-25%的數值,這個數字與其它設備相類似。 是否比這高三倍? 首先,溫度系數的某些正值對于迫使死細胞分享電流而不熱點和熱離群十分必要。 同樣,設計師也依賴正值來獲得與自然電流共享平行的裝置。

SiC MOSFET電阻主要由其反向溝道決定

R 的較低值ds( 關于)SIC MOSFETs 和 JFETS實際上表明正在產生更深的影響;MOSFETs和JFETS是“單載體”裝置,電子通過不同區(qū)域(基底、漂流層、日本FET區(qū)域和通道等)流動。 在650V SIC MOSFET中,反向通道控制著總抗藥性,而這種抗藥性實際上隨著溫度的下降(自由載體數量x電子反向層移動 ) , 溫度的上升、臨界電壓的下降和頻道中自由載體數量的增加,因此抗藥性下降。 這一效應被裝置其余區(qū)域(即JFET、漂流層和基質抗藥性)的正溫系數所抵消,以便產生微凈正的TC值。?？恕そ芊仆瑫r,低電壓Si MOSFET只占抗電總量的一小部分,這解釋了TC值高于SIC MOSFET值的原因,但說明一點的是,SIC FET中也不存在與非理想 SiC 倒電層相關的損失(SIC FET中也不存在) 。圖1 圖1).

圖1:典型的SIC MOSFET戰(zhàn)壕建造和United SiC FET 顯示沒有丟失的SIC MOS反向通道,導致較高的耐抗溫度系數,但損失減少

SiC FETs have lower overall conduction losses

如圖2所示,對650/750V裝置進行Rds( 關于)比較后,United SiC FET以25°C為起點,大約為SIC MOSFET 特定抗力的三分之一,150°C時還差近2x,因此同一有效死亡區(qū)的導電損失約為一半。

圖2 聯合海委會FETs的耐抗毒性較高,但絕對值較低

其凈效應是,如果采用聯合SIC FET(United SiC FET)和Rds( 關于)健康正溫系數(RDS(NON)),則總體導電損失總量將降低,以確保當前細胞和平行裝置之間的有效共享。 這顯然有助于確保比較有效,并理解影響背后的機制 — — 它可以揭示實際重要之處:較低總損失.

審核編輯 黃宇