【技术】UnitedSiC采用垂直沟道架构使SiC JFET的Cds可忽略不计从而进一步提高其性能
共源共栅被证明是一种非常有用的结构，因为它在真空管时代就被构想出来以克服米勒效应。米勒效应导致信号源的输入电容远远大于寄生电容。当然，约翰·米尔顿·米勒在1920年发现的米勒效应并没有随着真空管而消失。由于所有晶体管固有的寄生电容，这种情况一直持续到今天。由于受限的高频性能，限制了当今功率转换电路的开关速度。
当设计人员寻求利用碳化硅（SiC）技术来提高能源效率、热性能以及可靠性，以便在各种设备中用于开关电源、转换器和逆变器时，共源共栅再次被证明极具有价值。使用由普通MOSFET栅极驱动器产生的普通MOSFET栅极驱动信号，控制同一封装中的低压硅MOSFET和高压SiC JFET的级联组合。此外，尽管JFET自然状况下是一个常开器件，但是共源共栅通常处于关闭状态，因此非常适合在电源电路中使用。与传统的SiC MOSFET相比，这使设计人员能够利用SiC共源共栅出色的体二极管性能。
然而，尽管共源共栅有效地绕过了米勒效应，但这是通过稳定输入晶体管的漏极电压来实现的，而不是通过消除晶体管自身固有的寄生效应来实现的：这些电容仍然存在，如图1所示。
图1. SiC共源共栅中的寄生电容
作为低压器件，硅MOSFET具有低Rds（ON），可将其对能量损失的影响降至最低：相对于额定电压和电流，SiC JFET的高开关性能和良好的Rds（ON）仍然占主导地位。另一方面，MOSFET电容（Cds Si）和JFET（Cds SiC）之间可能存在显着差异。如果在极高电压的开关电路中使用共源共栅，可能会引起一些问题。
如果Cds SiC相对于Cds Si是很大的，则当两个器件都关断时，Si MOSFET漏极处会产生高电压，该电压可能超过MOSFET的击穿电压，从而导致器件损坏。另外，如果Cds SiC具有有限值，那它可以允许高频电流脉冲通过，这可能会导致JFET杂散导通，从而阻止软开关拓扑实现零电压开关（ZVS）。同样也有可能在大电流关断时也发生“增幅振荡”，从而损坏JFET。
解决不平衡的方法基本上有两种：增加一种或减少另一种(减少Cds)。一些工程师提出了附加电容的建议，并证明了高电流关断性能的改善。这个附加电容的位置和大小也是至关重要的。
UnitedSiC正采用极具前景的技术来降低SiC JFETs电容应对这一挑战。其垂直通道结构（如图2所示）使Cds变得可以忽略不计。利用这种技术，SiC共源共栅可以更接近理想开关的性能。
图2. UnitedSiC垂直沟道架构使SiC JFET的Cds可以忽略不计
通过堆叠MOSFET和JFET芯片的创新，UnitedSiC可以进一步提高SiC共源共栅的性能。 SiC JFET的制造实现了单晶圆的高成品率，尽管包含两个共同封装的器件，但仍可以经济高效地构建级联。堆叠可以节省更多成本，同时进一步降低内部封装电感，从而实现更高的速度和效率。
SiC共源共栅已经在实现碳化硅在重要功率转换应用（包括可再生能源发电，运输，消费技术和智能产业）中的优势方面发挥了领导作用。在共源共栅诞生近100年之后，它将继续帮助克服工程上的挑战，并且仍然有改进和提高这些重要设备的空间。
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