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使用 SiC 和 GaN 功率元件满足 EV 设计要求

2512842 2022-11-25 | pdf | 271.76KB | 次下载 | 免费

资料介绍

汽车制造商越来越多地开发电动汽车 (EV)，但它们的短续航里程仍然存在问题。虽然空气动力学设计、更轻的材料和更高效的电源使用确实有所帮助，但这还不够。汽车电力电子设计人员需要使用先进的宽带隙半导体 (WBG) 材料来满足效率和功率密度要求。汽车制造商越来越多地开发电动汽车 (EV)，但它们的短续航里程仍然存在问题。虽然空气动力学设计、更轻的材料和更高效的电源使用确实有所帮助，但这还不够。汽车电力电子设计人员需要使用先进的宽带隙半导体 (WBG) 材料来满足效率和功率密度要求。这些材料主要由氮化镓 (GaN) 和碳化硅 (SiC) 组成，是对硅 (Si) 金属氧化物半导体场效应晶体管 (MOSFET) 和绝缘栅双极晶体管 (IGBT) 等现有半导体技术的改进，通过提供更低的损耗、更高的开关频率、更高的工作温度、恶劣环境下的稳健性和高击穿电压。随着行业转向在高压下工作、充电时间更短、整体损耗更低的更高容量电池，它们特别有用。这些材料主要由氮化镓 (GaN) 和碳化硅 (SiC) 组成，是对硅 (Si) 金属氧化物半导体场效应晶体管 (MOSFET) 和绝缘栅双极晶体管 (IGBT) 等现有半导体技术的改进，通过提供更低的损耗、更高的开关频率、更高的工作温度、恶劣环境下的稳健性和高击穿电压。随着行业转向在高压下工作、充电时间更短、整体损耗更低的更高容量电池，它们特别有用。本文将简要概述 WBG 技术及其在汽车 EV 电子产品中的作用。然后介绍来自本文将简要概述 WBG 技术及其在汽车 EV 电子产品中的作用。然后介绍来自ROHM SemiconductorROHM Semiconductor、、STMicroelectronicsSTMicroelectronics、、TransphormTransphorm和和Infineon TechnologiesInfineon Technologies的合适的 GaN 和 SiC 解决方案，并提供有关其应用的指导。的合适的 GaN 和 SiC 解决方案，并提供有关其应用的指导。宽禁带半导体的优势宽禁带半导体的优势回顾一下，带隙是将电子从材料的价带激发到导带所需的能量，而 WBG 材料的带隙明显大于硅（图 1）。Si 的带隙为 1.1 电子伏特 (eV)；SiC 的带隙为 3.3 eV，GaN 的带隙为 3.4 eV。回顾一下，带隙是将电子从材料的价带激发到导带所需的能量，而 WBG 材料的带隙明显大于硅（图 1）。