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碳化硅是第三代半导体产业发展的伏击基础材料，碳化硅功率器件以其优异的耐高压、耐高温、低损耗等性能，能够灵验称心电力电子系统的高遵循、袖珍化和轻量化要求。
碳化硅MOSFET具有高频高效，高耐压，高可靠性。不错终了节能降耗，小体积，低分量，高功率密度等脾性，在新动力汽车、光伏发电、轨说念交通、智能电网等边界具有光显上风。
一. 碳化硅MOSFET常见封装TO247
碳化硅MOSFET是一种基于碳化硅半导体材料的场效应晶体管。它的使命旨趣访佛于传统的金属氧化物半导体场效应晶体管（MOSFET）。主要由以下三个部分组成：
栅极（Gate）： 栅极是用于放手MOSFET导通的部分。当施加正电压时，栅极与通说念之间酿成电场，放手通说念的导电性。
源极（Source）和漏极（Drain）： 源极和漏极别离是MOSFET的输入和输出端。通过放手栅极电压，休养源极和漏极之间的电流流动。
通说念（Channel）： 通说念是源极和漏极之间的导电旅途。在碳化硅MOSFET中，通说念由碳化硅材料组成，具有较高的载流子迁徙率和耐压材干。
碳化硅MOSFET的使命旨趣不错简述如下：当栅极施加正电压时，酿成电场，使得通说念中的载流子（电子或空穴）出动，导致源极和漏极之间酿成导电旅途。通过休养栅极电压，不错放手通说念中的载流子浓度，从而放手MOSFET的导通进程。
二. 碳化硅MOSFET分平面结构和沟槽结构
三.相对应于硅基MOSFET以及IGBT，碳化硅MOSFTE有以下优点：
01
╱ 高使命频率 ╱
传统MOSFET使命频率在60KHZ掌握，而碳化硅MOSFET在1MHZ，以致更高
用途：高频使命，不错减小电源系统中电容以及电感或变压器的体积，镌汰电源资本，让电源终了袖珍化，好意思不雅化。从而终了电源的升级换代。
02
╱ 低导通阻抗 ╱
碳化硅MOSFET单管最小内阻不错达到几个毫欧，这关于传统的MOSFET看来是不可念念象的。商场量产碳化硅MOSFET最低内阻在16毫欧。
用途：浮松达到能效要求，减少散热片使用，镌汰电源体积和分量，电源温度更低，可靠性更高。
03
╱ 耐压高 ╱
碳化硅MOSFET咫尺量产的耐压可达3300V，最高耐压6500V，一般硅基MOSFET和IGBT常见耐压耐压900V-1200V。
04
╱ 耐高温 ╱
碳化硅MOSFET芯片结温可达300度，可靠性，踏实性大大高于硅基MOSFET，
要而论之：使用碳化硅MOSFET不错让电源终了高遵循，小体积，在一些高温，高压环境，在一定上风。
四.碳化硅MOSFET的概括脾性
01
SiC器件的结构和特征
SiC器件漂移层的阻抗比Si器件低，不需要进行电导率调制就能够以高频器件结构的MOSFET终了高耐压和低阻抗。而且MOSFET旨趣上不产生尾电流，是以用SiC MOSFET替代IGBT时，能够光显地减少开关损耗，况且终了散热部件的袖珍化。另外，SiC MOSFET能够在IGBT弗成使命的高频条款下开首，从而也不错终了被迫器件的袖珍化。与600V～1200V的Si MOSFET比较，SiC MOSFET的上风在于芯单方面积小（不错终了袖珍封装），而且体二极管的规复损耗尽头小。
2
SiC Mosfet的导通电阻
SiC 的绝缘击穿场强是Si 的10倍，是以能够以低阻抗、薄厚度的漂移层终了高耐压。因此，在交流的耐压值的情况下，SiC 不错赢得尺度化导通电阻（单元面积导通电阻）更低的器件。举例900V时，SiC‐MOSFET 的芯片尺寸只需要Si‐MOSFET 的35分之1、SJ‐MOSFET 的10分之1，就不错终了交流的导通电阻。不仅能够以小封装终了低导通电阻，而且能够使门极电荷量Qg、结电容也变小。咫尺SiC 器件能够以很低的导通电阻浮松终了1700V以上的耐压。因此，莫得必要再继承IGBT这种双极型器件结构（导通电阻变低，则开关速率变慢) ，就不错终了低导通电阻、高耐压、快速开关等各优点兼备的器件。
3
เว็บตรงสล็อต3Vd-Id脾性
SiC‐MOSFET 与IGBT 不同，不存在开启电压，是以从小电流到大电流的宽电流边界内齐能够终了低导通损耗。而Si MOSFET 在150℃时导通电阻飞腾为室温条款下的2 倍以上，与Si MOSFET 不同，SiC MOSFET的飞腾率比较低，因此易于热规划，且高温下的导通电阻也很低。
4
开首门极电压和导通电阻
SiC‐MOSFET 的漂移层阻抗比Si MOSFET 低，关联词另一方面，按照咫尺的时刻水平，SiC MOSFET的MOS 沟说念部分的迁徙率比较低，是以沟说念部的阻抗比Si 器件要高。因此，越高的门极电压，不错赢得越低的导通电阻（Vgs=20V 以上则渐渐鼓胀）。若是使用一般IGBT 和Si MOSFET 使用的开首电压Vgs=10～15V 的话，弗成发扬出SiC 正本的低导通电阻的性能，是以为特出到充分的低导通电阻，推选使用Vgs=18V掌握进行开首。负压忽视-3掌握。现推出低导通内阻的碳化硅MOSFET，Vgs=15V进行开首，后续推出Vgs=12V进行开首碳化硅MOSFET，让开首电压和硅基器件一至。
5
Vg-Id脾性
SiC MOSFET 的阈值电压在数mA 的情况下界说的话，与Si‐MOSFET 相称，室温下约莫3V（常闭）。关联词，若是流畅几个安培电流的话，需要的门极电压在室温下约为8V 以上，是以不错合计针对误触发的恬逸与IGBT 相称。温度越高，阈值电压越低。
6
Turn-On脾性
SiC‐MOSFET 的Turn‐on 速率与Si IGBT 和Si MOSFET 相称，约莫几十ns。关联词在理性负载开关的情况下，由通往上臂二极管的回流产生的规复电流也流过下臂，由于各二极管性能的偏差，从而产生很大的损耗。Si FRD 和Si MOSFET 中的体二极管的平时规复电流尽头大，会产生很大的损耗，而且在高温下该损耗有进一步增大的趋势。与此违反，SiC二极管不受温度影响，不错快速规复，SiC MOSFET 的体二极管诚然Vf 较高关联词与碳化硅二极管交流，具有相称的快速规复性能。通过这些快速规复性能，不错减少Turn‐on 损耗（Eon）好几成。开关速率极猛进程上决定于外部的门极电阻Rg。为了终了快速动作，推选使用几Ω掌握的低阻值门极电阻。另外还需要酌量到浪涌电压，选定适合的门极电阻。
7
Turn-Off脾性
SiC MOSFET 的最大特色是旨趣上不会产生如IGBT中平时见到的尾电流。SiC 即使在1200V 以上的耐压值时也不错继承快速的MOSFET 结构，是以，与IGBT 比较，Turn‐off 损耗（Eoff）不错减少约90%，有意于电路的节能和散热开采的简化、袖珍化。而且，IGBT 的尾电流会跟着温度的升高而增大，而SiC‐MOSFET 的确不受温度的影响。另外，由于较大的开关损耗引起的发烧会致使结点温度（Tj）高出额定值，是以IGBT 平时弗成在20KHz 以上的高频区域内使用，但SiC MOSFET 由于Eoff 很小，是以不错进行50KHz 以上的高频开关动作。通过高频化，不错使滤波器等被迫器件袖珍化。
8
里面门极电阻
芯片里面门极电阻与门极电极材料的薄层阻抗和芯片尺寸相关。若是是交流的规划，芯片里面门极电阻与芯片尺寸呈反比例，芯片尺寸越小，门极电阻越大。SiC MOSFET 的芯片尺寸比Si 器件小，诚然结电容更小，关联词同期门极电阻也就更大。
9
门极开首电路
SiC MOSFET 是一种易于开首、开首功率较少的常闭型、电压开首型的开关器件。基本的开首步妥洽IGBT 以及Si MOSFET雷同。推选的开首门极电压，ON 侧时为+18V 掌握，OFF 侧时为0V。在要求高抗搅扰性和快速开关的情况下，也不错施加‐3～‐5V 掌握的负电压。当开首大电流器件和功率模块时，推选继承缓冲电路。
10
体二极管的 Vf 和逆向导通
与Si MOSFET 雷同，SiC MOSFET体内也存在因PN结而酿成的体二极管（寄生二极管）。关联词由于SiC的带隙是Si的3倍，是以SiC MOSFET的PN二极管的开启电压大致是3V掌握，比较大，而且正向压降（Vf）也比较高。以往，当Si MOSFET外置回流用的快速二极管时，由于体二极管和外置二极管的Vf大小相称，为了圮绝朝向规复慢的体二极管侧回流，必须在MOSFET上串联低电压阻断二极管，这么的话，既加多了器件数目，也使导通损耗进一步恶化。关联词，SiC MOSFET的体二极管的Vf 比回流用的快速二极管的Vf还要跳跃好多，是以当逆向并联外置二极管时，不需要串联低压阻断二极管。
体二极管的Vf比较高，这一问题不错通过如同整流雷同向门极输入导通讯号使其逆向导通来镌汰。逆变开首时，回流侧的臂上边远是在死区时期收尾之后输初学极导通讯号（请说明使用中的CPU的动作），体二极管的通电只在死区时期时间发生，之后基本上是经过沟说念逆向流过。因此，即使在只由MOSFET（无逆向并联的SBD）组成的桥式电路中，体二极管的Vf较高也莫得问题。
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体二极管的规复脾性
SiC MOSFET的体二极管诚然是PN 二极管，关联词少数载流子寿命较短，是以基本上莫得出现少数载流子的积贮后果，与SBD 雷同具有超快速规复性能（几十ns）。因此Si MOSFET的体二极管与IGBT外置的FRD比较，其规复损耗不错减少到IGBT外置的FRD的几分之一到几十分之一。体二极管的规复时期与SBD交流，是恒定的，不受正向输入电流If的影响（dI/dt 恒定的情况下）。在逆变器欺骗中，即使只由MOSFET 组成桥式电路，也能够终了尽头小的规复损耗，同期还预期不错减少因规复电流而产生的杂音，达到降噪。
从以上这些方面就能看出SiC MOSFET相关于Si IGBT和MOSFET的上风场合。
五.碳化硅MOSFET欺骗案例
OBC和DC/DC中欺骗
充电桩中欺骗
光伏中欺骗
燃料电板系统中欺骗
白色家电中欺骗
六.碳化硅MOSFET欺骗边界
七.碳化硅MOSFET居品选型
八.碳化硅MOSFET新址品
居品线：碳化硅MOSFET晶圆片--碳化硅MOSFET单管--全碳化硅功率模块
转头：
电力电子变换还是冉冉参加高压、特高压边界，高压功率器件是制约变换器体积、功耗和遵循的决定性要素。特高压交直流输电、新动力并网、电动汽车等边界齐对高电压等第功率器件有着更高的要乞降需求。咫尺，硅（Si）材料器件发展锻练、使用平常、性能可靠重庆新闻发布会，关联词其较小的禁带宽度、击穿电场和热导率等脾性大大制约了其在高功率、高电压和高频率下的欺骗。SiC手脚宽禁带半导体之一，在东说念主们的探索和规划中渐渐走进了功率器件的舞台，并凭借其比Si材料更高的禁带宽度、击穿场强和热导率等优良脾性，冲突了Si材料的极限，在高电压等第和大功率电能变换欺骗中体现出了较低的功率损耗、更高的开关频率等优胜性能，具有极大的后劲。