国产瞻芯电子碳化硅MOSFET具备优异性能和抗EMI特性,助力设备高效小型化设计

2021-03-31 瞻芯电子
碳化硅MOSFET,瞻芯电子

碳化硅MOSFET优异的开关性能是源于它独特的材料属性,下列表格给出了半导体材料的材料属性和它所对应的应用方面的关系,方便大家了解和比较。

下图是瞻芯电子碳化硅MOSFET为例与超级结MOSFET和IGBT做个比较,可以看到碳化硅MOSFET的输出电容COSS的线性度要好很多,它的线性度和非线性度可以直接影响到他的开关波形,碳化硅MOSFET开关时间更短,但是它们的DV/DT相当。

COSS的非线性度对QOSS的影响非常大的,非线性度越大在半桥运行的时候它的损耗就越大,碳化硅MOSFET它在半桥时的开关损耗大概只有超级结硅的四分之一到八分之一。

当BUS电压超过650V的时候,IGBT是主要的硅开关器件 ,这里选了两个器件进行比较,一个是碳化硅MOSFET 1200V/50mohm/43A,另外一个是最接近的IGBT,1200V/30A, 从它的Eon、Eoff图形上能看到碳化硅MOSFET的开关损耗大概只有IGBT的四分之一。因为碳化硅MOSFET是个电阻型,所以在轻载的时候,因为没有一个拐点电压,电压VDS要比IGBT小。

MOSFET的体二极管对MOSFET的性能影响很大,如果跟硅的二极管相比那碳化硅MOSFET体二极管的反向恢复速度是硅的1-2个数量级。

瞻芯电子的MOSFET和国际知名友商的MOSFET比较可见下图,是体二级管反向恢复的比较。左边这个是电流波形,右边这个是电压波形,从电流波形来看,大家都表现差不多。从电压波形来看瞻芯的波形比较软,如果EON、EOFF都一样,恢复越软就意味着EMI越小。友商蓝色线条这个,恢复速度很快,可以看到对应的电流开始振档。

以上对寄生电容,开关速度,EON,EOFF,轻载损耗和体二级管的反向恢复做了探讨和比较,这些运行参数的优化是实现设备高效小型化的关键。


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