溝槽柵、冷切割 、XT…..2023年度英飛凌碳化矽直播季首場直播回顧

IPAC | 2023年度英飛凌碳化矽直播季第一場直播於5月23日順利結束。直播中英飛凌的三位工程師與大家探討了CoolSiCTM溝槽柵MOSFET的設計理念、高性能封裝互聯方案.XT、冷切割技術與應用。直播時間有限,未能回答全部觀眾問題,在此針對一些遺漏問題進行回答。如果大家還有任何問題,歡迎在文末留言,我們會及時回復。



碳化矽閾值電壓漂移的問題怎麼解決的

答:閾值漂移,本質上是柵極氧化層中的缺陷,捕獲了不該屬於它的電子,氧化層中電子日積月累,就會造成閾值降低。所以要規避這種現象,晶片設計中要改善氧化層的質量。M1H就是改善了氧化層的質量,實現了方形門極電壓操作曲線,也就是說不管什麼開關頻率,都可以使用負壓下限-10V了。



我看到1700V 的SiC 管子做到12V驅動電壓了,是能完什麼做到這麼低還保證閾值 電壓的呢

答:目前英飛凌1700V SiC MOSFET主要面向應用是輔助電源,12V驅動電壓主要是為了和大部分反激式控制器兼容。也可以採用15V的驅動電壓主,如果用15V驅動,導通損耗會更低。

英飛凌的SiC MOS不需要負壓吧

答:如果單純的從抑制寄生導通的角度看,對於一個設計良好的電路,英飛凌SiC MOSFET是不需要用負壓關斷的。但是負壓對關斷損耗有影響,具體可參見如下文章:

如何選取SiC MOSFET的Vgs門極電壓及其影響

Cox是什麼電容,和cgs, cgd有啥關係

答:下圖是IGBT內部的寄生電容示意圖,MOSFET同理。可以看到Cox是多晶矽柵極對襯底的電容,以柵極氧化層為介質,包括下圖中的C2,C3,C4。其中,C3,C4是輸入電容Cge的一部分,C2是Cgc的一部分。溝道電阻的公式中出現的Cox特指C3。



電荷集中在溝槽附近,特別是彎曲率高的地方,INFINEON做了什麼補救措施?

答:英飛凌採用非對稱溝槽柵結構,溝槽的一側設有深P阱,P阱包圍溝槽倒角,可以大大舒緩電場在溝槽倒角處的聚集。

更多關於非對稱溝槽柵結構的信息,請參考下面文章。

SiC MOSFET真的有必要使用溝槽柵嗎?

SiC MOS TDDB失效的優化方案有專題嗎

答:可參考如下文章

工業級SiC MOSFET 柵級氧化層可靠性



動態HTGB和穩態HTGB對比,哪一個更嚴格

答:如果動態HTGB是指GSS-Gate switching stress,那麼GSS與HTGB考查的是不同維度的內容,GSS考查的是SiC MOSFET在多次開關周期後閾值的漂移程度,而HTGB考查的是長期的柵極偏壓應力下柵氧化層的退化程度。兩者對於評估SIC MOS的可靠性來說都是不可或缺的,不存在哪一個更嚴格。

能不能出一期關於可靠性壽命的主題

答:英飛凌於2020年就推出了關於碳化矽器件可靠性白皮書How Infineon controls and assures the reliability of SiC based power semiconductors,中文版閱讀請點擊:英飛凌如何控制和保證基於 SiC 的功率半導體器件的可靠性

最後,大家不要忘記報名哦~

碳化矽直播季第二期6月20日,我們不見不散!


碳化矽直播季主持人:

英飛凌科技大中華區零碳工業功率事業部 應用工程師 孫輝波

時間:6月20日下午14:00

話題:好馬要有好鞍配,
 -- 詳解SiC驅動和並聯的關鍵技術

直播嘉賓:

英飛凌科技大中華區零碳工業功率事業部 高級應用工程師 鄭姿清

英飛凌科技大中華區零碳工業功率事業部 高級應用工程師 趙佳

 

在從Si到SiC的應用轉化中,因為SiC的高速開關特性、特殊的器件結構、較低的短路耐量,使得SiC系統的驅動及保護設計都面臨很大挑戰。 如何更好地設計SiC MOSFET驅動及保護電路, 在高性能功率轉換應用場合實現效率、功率密度和穩健性的最佳組合?

 

好馬要有好鞍配,讓我們一起詳解SiC短路保護和並聯的關鍵技術

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參考來源

: https://www.infineon.com/cms/cn/

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