本文摘要:主要半导体研发机构和企业受市场拒绝的影响,正在进一步改善MOSFET/IGBT产品,但在某些情况下,利润增长的规律占主导地位。与硅基MOSFET相比,基于硅基SiC(SIC)的MOSFET性能更好。在结构和性能上,SiCMOSFET与主流纯硅MOSFET有何不同?

性能

摘要:传统的硅基MOSFET技术正在成熟,相似性能的理论是无限的。宽带隙半导体的电、热和机械特性更好,需要提高MOSFET的性能是关注度更高的替代技术。

商用硅基电源MOSFET近40年的历史后,MOSFET和IGBT仍然是开关电源的主要电源处理控制组件,被广泛用作电源、电机驱动等电路设计。但是这种顺利也让MOSFET和IGBT感到顺利反而不会受到伤害。随着产品整体性能的提高,特别是传导电阻和开关损耗的大幅减少,这些半导体电源的适用范围进一步扩大。

因此,市场对硅基MOSFET和IGBT的希望更低,对性能的拒绝更低。主要半导体研发机构和企业受市场拒绝的影响,正在进一步改善MOSFET/IGBT产品,但在某些情况下,利润增长的规律占主导地位。

几年来,虽然代价相当大,但利润收入并不大。技术和产品最终发展到成本和收入不成比例的阶段并不少见,这为新的颠覆性方法和新产品的出现奠定了基础。对于MOSFET设备,这个创新的技术革新周期是开发和控制新的基本资料的结果。

与硅基MOSFET相比,基于硅基SiC (SIC)的MOSFET性能更好。此比较测试中使用的产品不是样品开发或原型展示,而是已经商业化的基于SiC的MOSFET。作为最重要、发展最慢的应用领域,电动汽车和混动汽车(EV/HEV)的发展得益于MOSFET技术的变化,反而导致了MOSFET的研发生产活动。不管消费者如何想要,装载这种电池的汽车就像用一个大型电池组连接多台机车电动机一样简单。

汽车

(混动车有小型汽油引擎供应电池电池。)但是驱动系统运行和管理设备需要大量的电子模块。如图1右图所示,必须继续执行类似的功能。

图1:电力和混合动力汽车不仅是大容量电池连接对机车电动机,而且是许多小型电子子系统和电源、大型电池组充电放电和管理电池组的高功率子系统。电动汽车和混合动力汽车使用的电力电源开关系统还包括轮毂电动机机车逆变器(200kW//至少20KHz)。交流输出车辆充电器(20KW/50KHz-200KHz)慢电池功能(50kw/50khz-200khz)可访问电源:中央控制台、电池管理控制、空调、信息娱乐系统、GPS、中央控制台即使逆变器的性能改善幅度很小,消费者需要看到的汽车基本性能指标也能明显提高。但是拒绝低能源效率就像这个因素,还有很多其他因素。

也就是说,减少工作温度,提高可靠性。减少热负荷,增加通过散热器、散热器、冷却水和其他技术扩散的热量。

电池时间和基本功耗增加由于工作温度高的系统固有的拒绝和允许,整个PCB必须具有更大的灵活性。更有趣地拒绝符合法规。SiC幸运的是,SiC获得了提高能效和提高性能的方法。在结构和性能上,SiCMOSFET与主流纯硅MOSFET有何不同?简单地说,SiCMOSFET是将SiCn与外延层(也称为漂流层)混合在一起,如图2的右图所示。

硅基

键参数传导电阻RDS(ON)与几乎/基底和漂移层之间的栅极电阻RDrift有很大的不同。图2:与硅MOSFET不同,SiCMOSFET在N SiC基板上制作硅外延(漂移)层,源极和晶格放置SiC漂移层的顶部。

如果RDrift值相同,接头温度是25?C点,SiC晶体管裸面的实际面积是硅超结晶体管裸面面积的1/2,如果两个管道的芯片面积完全相同,SiC晶体管的性能就会高得多。比较SiC和硅的另一种方法是使用众所周知的质量系数(FOM)——RDS(ON)芯片面积(质量系数越低越好)。

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