GeneSiC的“实力派”碳化硅功率器件

来源:宽禁带半导体技术创新联盟发布时间:2023-03-201873浏览

前言

路上随处可见的电动汽车、工厂里精密的机械手、草原上永不停歇的风力发电机...，电力进一步成为我们生活必不可缺的重要能源，这些加速能量转换的幕后英雄正是我们熟知的第三代半导体——氮化镓(GaN)和碳化硅（SiC），二者凭借着优异的物理性能，逐步抢占传统的硅器件所统治的市场。预计到2026年，二者将会形成每年200亿美元的市场份额。

凭借领先的GaNFast™氮化镓功率芯片+强力的GeneSiC 碳化硅MOSFETs的产品组合，纳微半导体以双擎驱动的姿态在电力电子能源转换领域高歌前进。对于GaNFast™，相信大家已经耳熟能详，那么今天我们就来为大家隆重介绍，GeneSiC这位不容小觑的“实力派”。先来支炫酷动画，快速了解GeneSiC MOSFETs的强大之处：市场与技术GeneSiC碳化硅（SiC）MOSFET（金属 – 氧化物半导体场效应管）和肖特基MPS™二极管器件耐压从650 V到6.5 kV，适合从20 W到20 MW的应用场合，为多元市场（包括电动车、工业自动化、网通、电网、电动机和国防）提供高速、高效的功率转换。大批量、高质量的出货，确保应用效能、应用可靠性，最大程度保证正常运行时间。

沟槽辅助平面栅极：平面和沟槽优势互补，可靠性和可制性兼具与硅（Si）MOSFET相比，SiC MOSFET的导电性能和开关性能均更加优越，这要归功于其‘宽禁带’特性和高电场强度。然而，使用传统平面或沟槽技术必须在可制造性、性能、可靠性之间做出妥协。GeneSiC的专利沟槽辅助平面栅极设计是一种无需妥协的新一代解决方案，不仅制造产量高、适合快速开关同时功耗低，而且长期可靠性高。

高压领域开拓者GeneSiC能提供先进可靠的高压、高效SiC MOSFET，这对于苛刻环境、大功率应用场合的可靠性极为关键

独有、先进的集成6.5 kV技术双扩散金属氧化物半导体场效应管（DMOSFET）单片集成结势垒肖特基二极管（JBS）整流器更优秀的大功率性能更高效的双向性能开关不随温度变化快速（低开关损耗）和低温（低导通损耗）长期可靠性高高功率时易于并联（VTH稳定性）应用领域

低温，快速高效、高成本效益的功率转换取决于对现代电路拓扑和高速（频率）开关技术的全面理解。存在两个主要的元器件因数：MOSFET的导通电流怎样（用漏源通态电阻衡量）？元器件的开关效率怎样（用能量损耗或EXX衡量）？对于每个问题，我们必须理解在严酷的高温和高速开关条件下，‘硬开关’和‘软开关’技术等综合条件下给出的答案。高温、高速（频率）品质因数（FoM）的组合，是系统性能和可靠性的关键。

GeneSiC的专利沟槽辅助平面栅极技术可在高温高频开关条件下提供最低的RDS（ON）（漏源通态电阻），而且能耗最低，从而使我们产品的性能、可靠性和质量达到了业界前所未有的高度。

强固型

典型电路

750V SiC MOSFET和二极管应用在无桥PFC（功率因数校正）和三相电机驱动。

1200V SiC MOSFET和二极管应用在三相三电平NPC（中点钳位）逆变器。

1700V SiC MOSFET应用在四象限全功率转换器。

二电平逆变器（6.5 kV）

三电平逆变器（3.3 kV）3.3kV和6.5kV SiC MOSFET和二极管应用在机车牵引逆变器。SiC Schottky MPS™ 二极管混合式PIN肖特基二极管（MPS）将PIN二极管和肖特基二极管的优点结合在了一起。PIN二级管能承受过大的浪涌电流，同时反向漏电流低，而肖特基二极管的正向压降较小，且具有快速开关的特性。目标应用场合包括PFC，升压电路和高压，大功率电机驱动。