【经验】简析Sic MOSFET相对于IGBT器件的三个优势:低导通损耗、低开关损耗、高驱动电压条件下更低导通电阻
ROHM的SCT2080KEHR是1200V,导通电阻是80mΩ,电流40A,封装TO-247-3的车规级Sic MOSFET,驱动电压范围VGSS在 -6V~+22V,驱动范围比较窄。本文以CT2080KEHR为例,对比市场通用的1200V/40A的TO-247-3的IGBT单管,说明Sic MOSFET在导通损耗和开关损耗上更具优势。
1:导通损耗更低
从图1的等效曲线可以看出,在150℃的温度条件下,1200V的IGBT和1200V的Sic MOSFET的导通压降和电流均是成正比关系。但是曲线中15A以内的低电流时,同样的电流条件下Sic MOSFET的导通压降远远低于Si IGBT的。例如当Id=10A时,对应的Sic MOSFET的Vds在1.2V左右,但是对应的Si IGBT的Vds在1.6V左右。Sic MOSFET导通损耗上相对于Si IGBT有25%左右的优势。
图1:Vds和Id的关系曲线
2:更低的开关损耗
从图2和图3的曲线数据可以看出,Si IGBT在关断时有拖尾现象,这种现象会延长关断的时间,根据关断能量E=U*I*t的关系,电流I和时间t越大,关断的损耗就越高。而Sic MOSFET在关断时就没有这种拖尾现象,相比Si IGBT电流I在更短的时间降低到零,同时下降的曲线时间t也相当于Si IGBT的1/4。同样的电压U下,电流I和时间t更小,开关的能量损耗E就会更低。
图2:Si IGBT的开关特性
图3:Sic MOSFET的开关特性
3:高驱动电压下,Sic MSOFET导通电阻更低,相应的导通特性更具优势。
Si IGBT一般是15V的驱动电平为主,从图3中曲线可以看出Sic MOSFET的导通电阻与驱动电压是正反比的关系,驱动电压在18V以上可实现最优的导通损耗。
图3:Vgs和Rdson的关系曲线
SCT2080KEHRC11Z的相关参数:
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型号- SCT2280KE,SCT212AF,SCT2450KE,SCT2160KEAHR,SCT2450KEAHR,SCT2H12NZ,SCT3022KL,SCT2080KE,SCT3040KL,SCT3030KL,BD7682FJ-LB-EVK-402,SCH2080KE,SCT2H12NYSCT2750NY,SCT2080KEAHR,SCT2280KEAHR,SCT2160KE
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