为什么碳化硅Cascode JFET能够轻松完成硅到碳化硅的过渡？

简介本文援用地点：电力电子器件高度依附于硅（Si）、碳化硅（SiC）跟氮化镓高电子迁徙率晶体管（GaN HEMT）等半导体资料。固然硅始终是传统的抉择，但碳化硅器件凭仗其优良的机能与牢靠性而越来越受欢送。相较于硅，碳化硅具有多项技巧上风（图1），这使其在电动汽车、数据核心，以及直流快充、储能体系跟光伏逆变器等动力基本设备范畴锋芒毕露，成为浩繁利用中的新兴首选技巧欧洲杯外围盘口。表1 硅器件（Si）与碳化硅（SiC）器件的比拟特征Si4H-SiCGaN禁带能量（eV）1.123.263.50电子迁徙率(cm2/Vs)14009001250空穴迁徙率(cm2/Vs)600100200击穿电场(MV/cm)0.32.03.5导热性(w/cm°c)1.54.91.3最高结温(°C)150600400什么是碳化硅Cascode JFET技巧？浩繁终端产物制作商已抉择碳化硅技巧替换传统硅技巧，基于双极结型晶体管（BJT）、结型场效应晶体管（JFET）、金属氧化物半导体场效应晶体管（MOSFET）跟绝缘栅双极晶体管（IGBT）等器件开辟电源体系。这些器件因各自特征（优毛病差别）而被利用于差别场景。但是，安森美（onsemi）的EliteSiC 共源共栅结型场效应晶体管器件（图2）将这一技巧推向了新高度。该器件基于奇特的 共源共栅（Cascode） 电路设置——将常开型碳化硅JFET器件与硅MOSFET独特封装，构成一个集成化的常闭型碳化硅FET器件。咱们的碳化硅Cascode JFET可能轻松、机动地替换IGBT、超结MOSFET以及碳化硅MOSFET等任何器件范例（图3）。本文将深刻探究安森美EliteSiC Cascode JFET相较于同类碳化硅MOSFET的技巧上风。图1 安森美碳化硅Cascode JFET器件框图碳化硅相较于硅的技巧上风与硅器件比拟，碳化硅Cascode JFET具有多项上风。碳化硅作为宽禁带资料，存在更高的击穿电压特征，这象征着其器件可采取更薄的构造支撑更高的电压。别的，碳化硅相较于硅的其余上风还包含：●   对给定的电压与电阻品级，碳化硅可实现更高的任务频率，从而缩小元器件尺寸，明显下降体系团体尺寸与本钱。●   在较高电压品级（1200V 或更高）利用中，碳化硅能够较低功率消耗实现高频开关。 而硅器件在此电压范畴内多少乎无奈胜任。●   在任何给定的封装中，与硅比拟，碳化硅器件具有更低的导通电阻（RDS(ON)）跟开关消耗。●   在与硅器件雷同的计划中，碳化硅能供给更高的效力跟更杰出的散热机能，乃至更高的体系额外功率。碳化硅Cascode JFET： 无缝进级替换硅基计划，出色机能片面开释 这些上风也表现在安森美 EliteSiC Cascode JFET 的机能中，这是一种更新且功效更强盛的器件，针对多种功率利用停止了优化。与硅基栅极驱动器兼容： 实现向碳化硅的无缝过渡起首，碳化硅Cascode JFET 的构造容许应用尺度硅基栅极驱动器。 这简化了从硅基到碳化硅计划的过渡，供给了更年夜的计划机动性。它们与种种范例的栅极驱动器兼容，包含为 IGBT、硅超结 MOSFET 跟 碳化硅MOSFET 计划的驱动器。