Infineon SiC FET介紹(1)

一般提到的WBG產品,通常泛指為GaN與SiC FET二種功率元件。而WBG產品與silicon MOSFET最大的差異為能階,也就是電子伏特,silicon MOSFET在電子伏特為1左右,而SiC FET在電子伏特為3.X,同時能階又與耐壓相關連,因此SiC FET為高耐壓產品。SiC FET在熱導係數上比較高,表示SiC FET在溫度特性上表現會比較好,Rds-on不容易受溫度影響。同時SiC FE電子飄移速度比較快,適合高頻切換應用,適合應用在高功率密度產品設計。


一般在評估半導體的特性會利用Qoss/Qrr/Eoss/Qg/VF關鍵品質因素來當作參考依據

  • Qoss→在soft switching的架構上,Qoss小,則dead time在設計上可以比較短,有效傳遞能量時間可以增加,有利於提升效率。SiC FET相較於silicon MOSFET有大幅度的減少
  • Qrr→在半橋架構下容易造成硬換相,較小的Qrr可以減少short through的現象發生。SiC FET相較於silicon MOSFET有相當程度的降低
  • Eoss與hard switching相關(例如flyback架構),在硬切影響切換損失。由於SiC FET為高能階的產品,die的厚度比較薄,等效出來的電容比較大
  • Qg影響驅動損耗,主要影響輕載效率。SiC FET相較於silicon MOSFET也是來得比較小
  • 由於半導體材料因素,SiC FET相較於silicon MOSFET在Vf值來得比較高,同時VF與Vgs相關連


當WBG材料尚未發展時,主要的半導體材料以silicon為主。在高頻化與高功率密度的產品需求上應用GaN的產品。而SiC FET的產品具有較好的溫度特性,適合大功率的產品應用。在三者重疊的部份,則可以針對客戶當下的產品規格與成本來選擇適當的產品。


在Rds-on對應溫度的曲線下,由於SiC FET具有較好的溫度特性,Rds-on受溫度影響較少,在相同的溫度條件下,與silicon MOSFET在Rds-on有46%左右的距,在實際應用上可以選擇低一規的Rds-on來維持同等級效率與溫度的需求,也可進一步達到節省成本的目的。


一般silicon MOSFET的驅動電壓Vgs只要大約8V以上,就可完全導通,即使Vgs電壓提高至10V,甚至是20V,所能夠導通的電流也幾乎一致,但在SiC FET的驅動電壓應用上,不同的Vgs電壓所能導通的電流卻有很大的差異。以Vgs=15V與Vgs=18V為例,電壓只相差3V,但導通的電流卻差了將近快一半。因此Infineon建議SiC FET要達到最佳的效率,Vgs電壓建議設計在18V。

★博文內容參考自 網站,與平台無關,如有違法或侵權,請與網站管理員聯繫。

★博文作者未開放評論功能