【应用】1200V/72A！ROHM为大功率应用提供SiC MOSFET SCT3030KL最佳解决方案

时间： 2018-10-12 来源：ROHM

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SiC MOSFE,沟槽式栅极结构MOSFET,大功率MOSFET,碳化硅MOSFET

与IGBT相比，SiC MOSFET具备更快的开关速度、更高的电流密度以及更低的导通电阻，非常适用于电网转换、电动汽车、家用电器等高功率应用。但是，在实际应用中，工程师需要考虑SiC MOSFET的稳健性、可靠性、高频应用中的瞬时振荡以及故障处理等问题。这就需要工程师深入了解SiC MOSFET的工作特征及其对系统设计的影响。

如图1所示，与同类型的Si MOSFET相比，900V的SiC MOSFET能够在1/35大小的芯片内提供与之相同的导通电阻。其原因是SiC MOSFET能够阻断的电压是Si MOSFET的10倍，同时具备更高的电流密度和更低的导通电阻，能够以更快速度（10 倍）在导通和关断状态之间转换。在150°C时，Si MOSFET的RDS(on) 导通电阻是25°C时的两倍（典型值）；而SiC MOSFET的应用温度可达到200°C，甚至是更高的额定温度，超高的工作温度简化了热管理，减小了印刷电路板的外形尺寸，有利于提高系统的稳定性。

图1 SiC MOSFET和Si MOSFET性能对比

在使用SiC MOSFET进行系统设计时，工程师们通常要考虑如何以最优方式驱动（最大限度降低传导和开关损耗）、如何最大限度降低栅极损耗、如何降低系统寄生效应的影响、如何减小导通电阻等问题。首先，考虑到关断能量、导通能量、米勒效应等都会影响开关行为。通过降低栅极电阻（RG）或者在关闭时间内使用负栅极偏压，可以增加栅极的漏电流，从而降低关断能量（Eoff）。而导通能量是将MOSFET的寄生电容充电至实现较低RDS(on)所需的电压的过程。如图4所示，与关断能量一样，通过减小RG能够提升导通能量，当栅极电阻降低时，导通能量也随之降低。

图2 Eon和Rg的关系曲线

当横跨栅极电阻器的压降超过了半桥转换器上MOSFET的阈值电压，就会发生寄生导通，即米勒效应。此时，反向恢复能量（Err）可能会严重影响全局开关损耗。针对此，在SiC MOSFET中可以加入米勒箝位保护功能，如图3所示，以控制米勒电流。当电源开关关闭时，驱动器将会工作，以防止因栅极电容的存在，而出现感应导通的现象。

图3 米勒箝位示意图

在高功率应用中，对于SiC MOSFET的选取，本文推荐采用ROHM（罗姆）公司提供的新型SiC MOSFET解决方案——SCT3030KL，不仅具备低漏源导通电阻30.0mΩ（典型值），而且能够在高达1200V的漏源电压下正常工作，内部电路如图4所示。此外，SCT3030KL采用专门的沟槽式栅极结构（即栅极是在芯片表面构建的一个凹槽的侧壁上成形的），与平面式SiC MOSFET产品相比，输入电容减小了35%，导通电阻减小了50%，性能更优异。

图4 SCT3030KL的内部电路示意图

除了上述特点之外，SCT3030KL的漏电流为72A，总功耗339W，存储温度范围宽至-55℃~175℃，并且符合RoHS标准。与同类竞争产品相比，SCT3030KL具备易于并联、切换速度快、反向恢复速度快、驱动简单等优势，更适合高功率应用。更多的解决方案和产品订购可在世强官网获取。

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【元件】基本半导体新推出Pcore™2汽车级DCM碳化硅MOSFET模块，工作结温高达175℃

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2023-11-27 - 产品代理服务技术支持批量订货

【元件】展会直击 | 2.5nH超低电感，爱仕特全新LPD碳化硅模块惊艳亮相PCIM

2024年8月28日，亚洲电力电子行业盛典——PCIM Asia 2024在深圳国际会展中心如期召开，爱仕特在展会现场发布新一代超低电感LPD系列碳化硅功率模块。该模块采用创新封装和三相全桥设计，内置1200V碳化硅MOSFET和热敏电阻，杂散电感低至2.5nH，工作安全稳定。工作电源电压可达900V-1000V，工作频率可达30kHz，输出功率可达300kW。

2024-08-29 - 产品代理服务技术支持批量订货

南方半导体（South Semiconductor）是一家致力于碳化硅（SiC）功率器件的研发生产商，也是广东省宽禁带半导体材料和器件创新中心，产品线涉及碳化硅、氮化镓外延片等，核心产品以SiC肖特基二极管、碳化硅MOSFET、碳化硅外延材料等为主，其中碳化硅肖特基二极管已在军方及众多龙头客户处经过批量使用验证，质量比肩国际同等行业先进水平。

碳化硅肖特基势垒二极管碳化硅MOSFET

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基本半导体掌握国际领先的碳化硅核心技术，研发覆盖碳化硅功率器件的材料制备、芯片设计、晶圆制造、封装测试、驱动应用等全产业链，先后推出全电流电压等级碳化硅肖特基二极管、通过工业级可靠性测试的1200V碳化硅MOSFET、车规级全碳化硅功率模块等系列产品，性能达到国际先进水平。

碳化硅肖特基二极管碳化MOSFET 裸芯片车规级全碳化硅功率模块

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科普 | 碳化硅器件应用当中的六大“刻板印象“

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2024-08-21 - 技术探讨代理服务技术支持批量订货

【经验】碳化硅功率器件可靠性测试方法详解

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2023-07-25 - 设计经验代理服务技术支持批量订货

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