用于高效、紧凑、可靠系统的转向SiC MOSFET

车轮之于驾驶员，Sic MOSFET 之于工程师和设计师。当驾驶员掌握了车辆的车轮时，移动和导航地形变得容易。这适用于晶体管的处理，晶体管是工程师和设计师数字电子产品的组成部分。基于半导体的晶体管的发明取代了电子开关的真空管，使人类在技术上取得了一些最大的飞跃。

电子产品中最常见的晶体管类型是 MOSFET 晶体管或金属氧化物半导体场效应晶体管。这些晶体管利用半导体材料的特殊特性，允许小电流信号控制有时大得多的电流信号的切换。一种 MOSFET 用作电力电子电路中的开关，它经过专门优化，可承受高压并以最小的能量损失通过负载电流。

一种新的化合物半导体材料，碳化硅 (SiC)，在制造这些功率开关 MOSFET 方面比硅提供了几个优势，但它非常难。SiC 具有十倍 (10x) 的击穿电场强度和三倍 (3x) 的带隙，并且能够实现器件构造所需的广泛的 p 型和 n 型控制。SiC 还具有三倍 (3x) 的热导率，这意味着三倍 (3x) 硅的冷却能力。

图 1. 半导体材料比较：碳化硅与硅与氮化镓。

碳化硅又称碳化硅，是由硅和碳组成的化合物半导体。它作为一种极其稀有的矿物存在于自然界中，称为莫桑石，但自 19 世纪以来已作为磨料大量生产。SiC 直到最近才开始大规模生产能够高速运行的高温、高压半导体器件。

SiC MOSFET的日益普及

因此，由碳化硅构成的 MOSFET 比单独使用硅具有显着的进步。SiC MOSFET 具有更高的击穿电压、更好的冷却和耐温性，因此可以在物理上做得更小。IGBT（绝缘栅双极晶体管）主要用于 600V 以上的开关电压，但碳化硅材料使 MOSFET 可用于 1700V 和更高的电压。SiC MOSFET 的开关损耗也明显低于 IGBT，并且可以在更高的频率下工作。

图 2. SiC MOSFET 与 Si MOSFET 和 IGBT 的优势。

由于这些和其他优点，SiC MOSFET 越来越多地用于工业设备的电源和高效功率调节器的逆变器/转换器。

ROHM 应对驱动 Sic MOSFET 挑战的解决方案

但 SiC MOSFET 也带来了新的电路设计挑战。最重要的是，它们需要大电流栅极驱动来快速提供所需的全部栅极电荷 (Qg)。只有在推荐的 18V 至 20V 栅源 (Vgs) 电压驱动时，SiC MOSFET 才表现出低导通电阻，该电压远高于驱动硅 MOSFET 或 IGBT 所需的 10V 至 15V Vgs。

ROHM 针对驱动这些 SiC MOSFET 的挑战提供了两种互补的解决方案。首先是他们最新的 SiC MOSFET 器件中的新封装创新。第二个是他们的 MOSFET 栅极驱动器设备，能够驱动高达 20A 的电流。这些 ROHM 解决方案一起使工程师能够实现 SiC MOSFET 器件必须提供的所有优势。

　　审核编辑：汤梓红