【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

时间： 2019-11-25 来源：UnitedSiC

技术问答

选型帮助

研发客服

商务客服

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R_ds（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R_ds（ON）仍然占主导地位。另一方面，MOSFET电容（C_dsSi）和JFET（C_ds 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C_ds SiC相对于C_ds 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C_ds 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C_ds)。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C_ds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C_ds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。

发送到邮箱 |
+1 赞 0
收藏
评论 1
| 转发至：

本文由wshine翻译自UnitedSiC，版权归世强硬创平台所有，非经授权，任何媒体、网站或个人不得转载，授权转载时须注明“来源：世强硬创平台”。

全部评论（1）

风殇 Lv5. 技术专家 2019-11-26

学习

没有更多评论了

【技术】SiC器件与Si技术的对比优势及在PFC和Boost转换器、硬/软开关电路、电动汽车牵引逆变器等应用中的趋势

SiC的应用始于2000年代，在PFC应用中采用了SiC JBS二极管。其次是在光伏行业中使用SiC二极管和FET。但是，最近与EV车载充电器和DC-DC转换器相关的应用激增，推动了SiC的增长。电动汽车逆变器、650V设备的新兴应用以及服务器电源和5G电信整流器的采用有望实现快速增长。本文研究了这些SiC器件相对于现有Si技术的优势。

新技术发布时间 : 2019-11-21

【技术】功率转换器电路设计之初直接用SiC FET，实现节能、提高功率转换效率、减少设计尺寸一举三得

UnitedSiC开发的SiC FET是Si-MOSFET和SiC JFET的共源共栅结合的产物。在设计功率转换电路时，可实现节能、提高功率转换效率、减少设计尺寸一举三得。

新技术发布时间 : 2021-12-11

【技术】共源共栅拓扑结构的SiC FET提供更低导通电阻和更快速高效的开关，可直接替代当前Si技术产品

UnitedSiC拥有一种称为SiC FET的功率开关技术，该技术在堆叠的共源共栅拓扑结构中结合了常开型碳化硅（SiC）JFET和Si MOSFET来构建常关型SiC FET器件。它具有较低的RDS（ON）特性，较低的内部电容和较高的最高工作温度——使其可用于构建具有良好功率密度的高效功率转换电路。

新技术发布时间 : 2020-04-23

中电国基南方（CETC）SiC电力电子器件选型指南

描述- 中电国基南方是国内最早从事SiC电力电子器件研发和生产的企业。在SiC为代表的第三代功率半导体领域承担了国家科技重大专项、“863”、“973”、国家重点研发计划等超过80项国家级课题；申请发明专利超过200多项，其中PCT10项，已授权67项。产品系列电压覆盖650V-6500V，电流覆盖2A-150A，产品性能和可靠性满足多种应用需求，已广泛应用于新能源汽车及充电设备、轨道交通、新能源发电、电网传输、家用电子设备等领域。

型号- WS4A020120A,WS4A050065D,WMH075M120A1A,WS4A050065B,WS4A020120B-V,WS4A020120B,WS4A020120D,WS4A040120K,WMIT075M120B1A,WS4A040120D,WM2HA020065Y,WS4A040120B,WMT075M120B1A,WMH020M065A1A,WS4A030065D,WS4A020120J,WS4A040120B-V,WS4A020120K,WS4A030065J,WS4A025170B,WS4A025170D,WS4A030065B,WM2A030065L,WM2A030065K,WS4A030065K,WS4A050170B-V,WMD075M120B1A,WM2HV020170L,WS4A006065F,WM2HV020170K,WS4A006065E,WS4A004065A0,WS4A006065B,WS4A006065A,WS4A010065E,WS4A015065J,WS4A010065F,WS4A010065A,WS4A015065F,WS4A010065B,WM2A080170N,WM2A080170L,WM2A080170K,WM2HV140120N,WM2HV140120L,WM2HV040065L,WM2HV040065K,WM2HA040120N,WM2HA040120L,WM2HA040120K,WM2A060065N,WM2A060065K,WM2HV040065N,WM2A060065L,WS4A050170B,WM2A060065Y,WM2HA030120N,WM2HA030120K,WS4A050170D,WM2HA030120L,WM2HA020120K,WM2HV140120K,WS4A005120E,WM2HA020120L,WM2A040120L,WM2HV020120N,WM2HA020120N,WM2HV020120K,WM2HV020120L,WM2A040120K,WS4A010065J,WS4A015120J,WS4A015120D,WM2V080170K,WS4A050065B-V,WS4A005120A,WS4A005120B,WMH016M120A1A,WM2V080170L,WM2HA040065N,WM2V080170N,WM2HA040065L,WM2HA040065K,WS4A020065A,WS4A020065D,WS4A020065B,WM2HV030120K,WS4A020065B-V,WM2HA040065Y,WS4A020065F,WS4A015120A,WM2V040120L,WM2V040120K,WS4A015120B,WMH060M120A1A,WM2HA011075K,WM2HA011075L,WM2HA04006Y,WM2HV030120N,WS4A060120D,WS4A020065K,WM2HV030120L,WS4A020065J,WM2HA024200LP,WS4A060120K,WM2V040170L,WM2V040170N,WS4A025170B-V,WM2V040170K,WMH080M170A1A,WS4A030120K,WS4A030120B-V,WM2HV060120L,WM2HV060120K,WM2HV060120N,WMIT040M120B1A,WM2HV011075L,WM2HV011075K,WS4A200120T,WMT040M120B1A,WM2HA240120N,WS4A010120E,WS4A004065F0,WS4A010120D,WS4A010120B,WS4A010120A,WM2A050330L,WM2HA240120E,WS4A008065B,WM2HV040120L,WS4A060065K,WS4A008065A,WMD040M120B1A,WS4A008065F,WS4A008065E,WM2HA140120L,WSXAXXXXXX0,WM2HA140120K,WM2HA140120N,WS4A050120D,WS4A050120B,WMH040M120A1A,WM2HV016120L,WM2HV016120K,WM2HA020170L,WS4A010120J,WM2HA020170K,WS4A040065K,WS4A050120B-V,WMH060M075A1A,WS4A015065A,WS4A015065B,WM1A650170N,WM1A650170K,WM2A075120K,WM2A075120L,WM2A075120N,WM2V020065N,WM2V020065K,WM2V020065L,WS4A004065B0,WS4A004065E0,WMXAXXXXXX0,WM2V075120N,WM2HA060120K,WM2V075120K,WM2HA060120L,WM2V075120L,WM1A080120K1,WM2HA060120N,WM2HV075120L,WM2HA020065K,WS4A030065B-V,WM2HA020065L,WM2A040170K,WM2A040170L,WM2A040170N,WM2HA016120L,WM2HA016120K,WM2HA020065N,WM2HA016120T,WM2A060090N,WMH020M120A1A,WM2A060090K,WM1A080120L1,WM2A060090L,WM2A100200LP,WM1A01K170K,WS4A030120D,WM2A050200LP,WM2A020065L,WM2A020065K,WM2A020065N,WM1A01K170N,WS4A030120B

选型指南 - 中电国基南方 - 2024/7/30 PDF 中文下载

News Release FOR IMMEDIATE RELEASE FIRST STANDARD POWER MODULES WITH NORMALLY OFF SiC JFETs FOR HIGHPERFORMANCE SOLAR INVERTERS

商品及供应商介绍 - VINCOTECH - May 17, 2011 PDF 英文下载

深圳深愛半導體股份有限公司

型号- F系列,G系列,J系列,FR系列,MJE,MJE系列

商品及供应商介绍 - 深爱半导体 - 2024/3/6 PDF 中文下载

【产品】EASII IC功率晶体管驱动器集成电路XTR25010，适用于电源转换和电机驱动

EASII IC推出的XTR25010是一款高温、高可靠性功率晶体管驱动器集成电路，设计用于驱动碳化硅 (SiC)、氮化镓 (GaN) 和标准硅材料中的常开和常闭功率晶体管，包括JFET、MOSFET、BJT、SJT和MESFET。

产品发布时间 : 2022-09-02

UnitedSiC SiC FET/SiC JFET/SiC肖特基二极管选型指南

目录- Product introduction SiC FETs SiC JFETs SiC Schottky Diodes

型号- UJ3D06506TS,UJ3D1220KSD,UF3C065040T3S,UF3C120080K3S,UF3C065040B3,UJ4C075023K3S,UJ3D1210KS,UF3N090350,UF3C SERIES,UJ3C065080B3,UJ3C120040K3S,UJ3N1701K2,UF3N SERIES,UJ3N065025K3S,UJ3N065080K3S,UF3SC120016K3S,UF3C065080K3S,UJ4SC,UF3N170400,UF3C065030K4S,UF3N120140,UF3N065600,UF3N170400B7S,UJ3D06510TS,UJ3D06560KSD,SC SERIES,UJ3C065030B3,UJ3D1210K2,UF3SC065007K4S,UF3C120400K3S,UJ4SC SERIES,UF4C120053K4S,UJ3C120150K3S,UJ4C075060K4S,UJ3D1202TS,UF3C065080B7S,UJ3D1220K2,SC,UF3C065080T3S,UF3C065040K3S,UJ3C120080K3S,UF3SC,UF4C120053K3S,UF3C120080K4S,UF3N090800,UJ4C075018K3S,UJ3D1210TS,UF3SC065030B7S,UJ4C075023K4S,UJ3D06530TS,UJ4C075060K3S,UJ3N SERIES,UJ3N120035,UF4C120070K3S,UF3SC120040B7S,UF3SC120016K4S,UJ4C SERIES,UJ4C075018K4S,UJ3C065080T3S,UF4SC120030K4S,UJ3N120035K3S,UJ3D06504TS,UJ3C065030K3S,UJ3D1205TS,UF3C065080B3,UJ3N065080,UJ4SC075009K4S,UJ3N120070K3S,UJ4C075033K3S,UF3SC SERIES,UF4C120070K4S,UF3C065030T3S,UJ3D06508TS,UJ3D1210KSD,UJ3D06516TS,UJ3D06512TS,UJ3D1250K2,UJ4SC075006K4S,UF3C120040K4S,UF3C065030B3,UF3C120150B7S,UJ3C SERIES,UF3C065040K4S,UJ4C075044K3S,UJ3C065030T3S,UJ4C,UJ3C120070K3S,UF3C065030K3S,UF4C,UJ3D1250K,UJ3D06520TS,UF3SC120009K4S,UF4C SERIES,UJ3N065025,UF3C120080B7S,UF3C120040K3S,UF3C120150K4S,UJ3C065080K3S,UJ3D1725K2,UJ3N120065K3S,UJ3D,UJ4C075044K4S,UJ3C,UJ3D06520KSD,UF3N065300,UF3C,UF3N,UJ3N120070,UJ4SC075011K4S,UJ4C075033K4S,UJ3N,UF3C170400K3S,UF4SC120023K4S,UJ3D SERIES,UF3SC065040B7S,UF3C065080K4S

选型指南 - UNITEDSIC - 2022/4/22 PDF 英文下载

Unitedsic Expands Schottky Diode Portfolio To Set New Benchmark in SiC Surge Current Robustness

UnitedSiC has announced four new Junction Barrier Schottky (JBS) diodes to complement its FET and JFET transistor products. With the industry’s best surge current performance, the UJ3D 1200V and 1700V devices are part of the company’s 3rd generation of SiC Merged-PiN-Schottky (MPS) diodes.

行业资讯发布时间 : 2020-11-04

The totem-pole PFC stage comes of age with SiC FETs

The gate drive issue is solved by designing with SiC FETs from UnitedSiC, a cascode combination of a SiC JFET and a silicon MOSFET. The gate now can be driven at ‘normal’ MOSFET or IGBT levels with a large margin of safety to the absolute maximum +/- values, with a stable threshold level when driving the device fully on, largely independent of time and temperature.

原厂动态发布时间 : 2022-05-11