原创碳化硅MOS（SiC MOSFET）特性

 2022-4-28 09:49  4340 7 6 分类: 处理器与DSP 文集: 新能源汽车、电机驱动、充电桩、风能逆变、光伏逆变、工业电源

碳化硅SiC MOSFE Vd‐Id 特性
SiC‐MOSFET 与IGBT 不同，不存在开启电压，所以从小电流到大电流的宽电流范围内都能够实现低导通损耗。
而Si‐MOSFET 在150℃时导通电阻上升为室温条件下的2 倍以上，与Si‐MOSFET 不同，SiC‐MOSFET的上升率比较低，因此易于热设计，且高温下的导通电阻也很低。

3.4 驱动门极电压和导通电阻
SiC‐MOSFET 的漂移层阻抗比Si‐MOSFET 低，但是另一方面，按照现在的技术水平，SiC‐MOSFET的MOS 沟道部分的迁移率比较低，所以沟道部的阻抗比Si 器件要高。因此，越高的门极电压，可以得到越低的导通电阻（Vgs=20V 以上则逐渐饱和）。如果使用一般IGBT 和Si‐MOSFET 使用的驱动电压Vgs=10～15V 的话，不能发挥出SiC 本来的低导通电阻的性能，所以为了得到充分的低导通电阻，推荐使用Vgs=18V 左右进行驱动。Vgs=13V 以下的话，有可能发生热失控，请注意不要使用。

SiC‐MOSFET 的阈值电压在数mA 的情况下定义的话，与Si‐MOSFET 相当，室温下大约3V（常闭）。但是，如果流通几A 的话，需要的门极电压在室温下约为8V 以上，所以可以认为针对误触发的耐性与IGBT 相当。温度越高，阈值电压越低。

Turn‐on 特性

SiC‐MOSFET/SiC‐SBD 封装一体化产品和同规格等级的 Si‐IGBT/Si‐FRD 封装一体化产品分别搭成半桥电路，通过感性负载双脉冲测试对开关波形进行比较。

SiC‐MOSFET 的Turn‐on 速度与Si‐IGBT 和Si‐MOSFET 相当，大约几十ns。但是在感性负载开关的情况下，由通往上臂二极管的回流产生的恢复电流也流过下臂，由于各二极管性能的偏差，从而产生很大的损耗。

Si‐FRD 和Si‐MOSFET 中的体二极管的通常恢复电流非常大，会产生很大的损耗，而且在高温下该损耗有进一步增大的趋势。与此相反，SiC‐SBD 不受温度影响，可以快速恢复，SiC‐MOSFET 的体二极管虽然Vf 较高但是与SBD 相同，具有相当的快速恢复性能。通过这些快速恢复性能，可以减少Turn‐on 损耗（Eon）好几成。开关速度极大程度上决定于外部的门极电阻Rg。为了实现快速动作，推荐使几Ω左右的低阻值门极电阻。请考虑到浪涌电压，选择合适的门极电阻。