【选型】SiC MOSFET比Si MOSFET的性价比不只高出一点点

2016-04-08 世强

Si MOSFET管因为其输入阻抗高,随着其反向耐压的提高,通态电阻也急剧上升,从而限制了其在高压场合的应用。SiC作为一种宽禁代半导体器件,具有饱和电子漂移速度高、电场击穿强度高、介电常数低和热导率高等特性。WOLFSPEEDSiC MOSFET管具有阻断电压高、工作频率高且耐高温能力强,同时又具有通态电阻低和开关损耗小等特点,是高频高压场合功率密度提高和效率提高的应用趋势。


SiC与Si性能对比

简单来说,SiC主要在以下3个方面具有明显的优势为:击穿电压强度高(10倍于Si),更宽的能带隙(3倍于Si),热导率高(3倍于Si),这些特性使得SiC器件更适合应用在高功率密度、高开关频率的场合。

SiC MOSFET性能明显优于Si MOSFET

1.极其低的导通电阻RDS(ON),导致了极其优越的正向压降和导通损耗,更能适应高温环境下工作。

2.SiC MOSFET管具有Si MOSFET管的输入特性,即相当低的栅极电荷,导致性能卓越的切换速率。

3. 宽禁带宽度材料,具有相当低的漏电流,更能适应高电压的环境应用。


SiC MOSFET与Si MOSFET在设备中应用对比

现代工业对电力电子设备提出了许多新的要求,要求体积小、功率大、发热量小、设备轻便等。面对这些新要求,Si MOSFET一筹莫展,而SiC MOSFET 就开始大显身手了。通过对SiC MOSFET管与Si MOSFET管相关电气参数进行比较,我们可以肯定SiC MOSFET将成为高压高频场合中应用的主流器件,可谓应用SiC MOSFET者得天下。

 

图1:SiC MOSFET与Si MOSFET在设备中应用的对比图


低电阻特性,SiC具有低电阻特性,在同等电压和电流等级的MOSFET中,SiC MOSFET 的内阻要几倍小于Si MOSFET 的内阻,且SiC的模块体积小型化,有利于增加系统功率密度。

高速工作特性,SiC MOSFET相对于Si MOSFET具有更高频率的工作特性,使系统中的电容电感器件体积小型化,减小系统整体体积,同时也降低了生产加工成本。

高温工作特性,SiC MOSFET比Si MOSFET更适合应用于高温工作环境,原因在于一方面SiC MOSFET 自身损耗小,发热量小,自身温升相对较小,另一方面,热导率高3倍于Si MOSFET。


 

图2:SiC与 Si性价比对照图


有了以上特性对比结果,我们可以清楚的认识到SiC MOSFET 性能全面优于Si MOSFET。虽然单个SiC MOSFET价格高于Si MOSFET,

但是应用了SiC MOSFET 的系统设备整体价格低于应用Si MOSFET的设备,原因在于SiC MOSFET各项优秀性能使得设备中的电容容值减小、电感降低、散热片面积和体积减少以及设备整体体积和成本明显减小。

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全部评论

  • 十四画生 Lv4. 资深工程师 2019-11-11
    SiC MOSFET比Si MOSFET的性价比不只高出一点点,有没有配套的驱动芯片
    • 132******45_世强回复:推荐Silicon Labs的Si823X。在市场上广泛应用该型号驱动Sic MOSFET。相关规格书资料:Si823x Data Sheet

      查看全部3条回复

  • feiwithout Lv7. 资深专家 2019-04-15
    碳化硅mosfet器件在桥臂使用过程中,会遇到比较严重的驱动串扰问题,有没有很好的方式优化该问题或者辅助性器件监测这种问题呢?
    • bsy1984_世强回复:SIC MOS器件一般应用于高频电路,上下管很容易形成驱动串扰问题,一般抑制驱动串扰问题有两种,一种是通过栅源极并电容或者增大驱动电阻的方式,这种方式电路简单,但会增加开关损耗;另外一种有源密勒箝位串扰抑制,在栅极并联PVP三极管或者辅助MOS管,将栅极箝位到地或者负压,实现有源密勒箝位。同时驱动的器件布局和PCB线路布线也会影响。
  • frankye Lv6. 高级专家 2018-12-10
    世强代理了几个品牌的sic?
    • 北冥之鲲回复:世强代理Wolfspeed、Littelfuse、ROHM的SiC器件,相关选型资料请在世强元件电商平台搜索即可。
  • nathen Lv7. 资深专家 2018-12-07
    SiC MOSFET贵很多,但是为什么说SiC MOSFET比Si MOSFET的性价比高很多?
    • 用户95599565回复:开关速度提高,耐压等级提高,开关损耗小,等等优点

      查看全部4条回复

  • 北冥之鲲 Lv8 2019-02-15
    SiC器件导通电阻明显低于Si器件,可以降低导通损耗,但价格还是远高于Si器件,目前暂时只能用于高功率密度和高频率开关应用。
  • 李晓龙 Lv7. 资深专家 2019-11-27
    学习了
  • 梦幻 Lv6. 高级专家 2019-11-26
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  • Albert49 Lv4. 资深工程师 2019-11-26
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  • 橙橙 Lv4. 资深工程师 2019-11-26
    不错
  • 骇浪惊涛 Lv5. 技术专家 2019-11-25
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