碳化硅MOSFET是一種基于碳化硅材料制造的MOS場(chǎng)效應(yīng)晶體管? 其結(jié)構(gòu)主要包括 碳化硅襯底 ?絕緣層? 柵極 ?漏極和源極等部分? 在其工作原理中,當(dāng)施加在柵極上的電壓變化時(shí),碳化硅MOSFET可以實(shí)現(xiàn)從導(dǎo)通狀態(tài)到截止?fàn)顟B(tài)的控制,實(shí)現(xiàn)功率開(kāi)關(guān)的功能?碳化硅MOS推薦:君芯-MOS

碳化硅是第三代半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)發(fā)展的重要基礎(chǔ)材料,碳化硅功率器件以其優(yōu)異的耐高壓?耐高溫?低損耗等性能,能夠有效滿(mǎn)足電力電子系統(tǒng)的高效率?小型化和輕量化要求?

碳化硅MOSFET具有高頻高效,高耐壓,高可靠性?可以實(shí)現(xiàn)節(jié)能降耗,小體積,低重量,高功率密度等特性,在新能源汽車(chē)?光伏發(fā)電?軌道交通?智能電網(wǎng)等領(lǐng)域具有明顯優(yōu)勢(shì)?

柵極(Gate): 柵極是用于控制MOSFET導(dǎo)通的部分?當(dāng)施加正電壓時(shí),柵極與通道之間形成電場(chǎng),控制通道的導(dǎo)電性?

源極(Source)和漏極(Drain): 源極和漏極分別是MOSFET的輸入和輸出端?通過(guò)控制柵極電壓,調(diào)節(jié)源極和漏極之間的電流流動(dòng)?

通道(Channel): 通道是源極和漏極之間的導(dǎo)電路徑?在碳化硅MOSFET中,通道由碳化硅材料構(gòu)成,具有較高的載流子遷移率和耐壓能力?

SiC材料與目前應(yīng)該廣泛的Si材料相比,較高的熱導(dǎo)率決定了其高電流密度的特性,較高的禁帶寬度又決定了SiC器件的高擊穿場(chǎng)強(qiáng)和高工作溫度?其優(yōu)點(diǎn)主要可以概括為以下幾點(diǎn):

• 高溫工作SiC在物理特性上擁有高度穩(wěn)定的晶體結(jié)構(gòu),其能帶寬度可達(dá)2.2eV至3.3eV,幾乎是Si材料的兩倍以上?因此,SiC所能承受的溫度更高,一般而言,SiC器件所能達(dá)到的最大工作溫度可到600 ºC?
• 高阻斷電壓與Si材料相比,SiC的擊穿場(chǎng)強(qiáng)是Si的十倍多,因此SiC器件的阻斷電壓比Si器件高很多?
• 低損耗一般而言,半導(dǎo)體器件的導(dǎo)通損耗與其擊穿場(chǎng)強(qiáng)成反比,故在相似的功率等級(jí)下,SiC器件的導(dǎo)通損耗比Si器件小很多?且SiC器件導(dǎo)通損耗對(duì)溫度的依存度很小,SiC器件的導(dǎo)通損耗 隨溫度的變化很小,這與傳統(tǒng)的Si器件也有很大差別?
• 開(kāi)關(guān)速度快SiC的熱導(dǎo)系數(shù)幾乎是Si材料的2.5倍,飽和電子漂移率是Si的2倍,所以SiC器件能在更高的頻率下工作?綜合以上優(yōu)點(diǎn),在相同的功率等級(jí)下,設(shè)備中功率器件的數(shù)量?散熱器的體積?濾波元件體積都能大大減小,同時(shí)效率也有大幅度的提升?

在SiC MOSFET的開(kāi)發(fā)與應(yīng)用方面,與相同功率等級(jí)的Si MOSFET相比,SiC MOSFET導(dǎo)通電阻?開(kāi)關(guān)損耗大幅降低,適用于更高的工作頻率,另由于其高溫工作特性,大大提高了高溫穩(wěn)定性?1200V功率等級(jí)下,各類(lèi)功率器件的特性比較結(jié)果,參與比較的SiC MOSFET是GE12N15L?需要指出的是,這些功率器件都為T(mén)O-247封裝,且IPW90R120C3耐壓僅為900V,但它已是所能找到的相似功率等級(jí)下,特性較好的Si MOSFET?