具有更优异功率特性的sic mosfet -凯发app官网登录

高速发展中的sic技术

sic是目前正在快速发展中的半导体技术，已在快速切换、高温及高电压的应用上，进行前期的大量生产，其中第一个可用的器件是肖特基二极管、之后是结型场效应管及高速切换的功率mosfet，目前正在开发双极性晶体管及晶闸管。

与硅材料相比，sic材料较高的热导率决定了其高电流密度的特性，较高的禁带宽度又决定了sic器件的高击穿场强和高工作温度。尤其在sic mosfet的开发与应用方面，与相同功率等级的硅基mosfet相比，sic mosfet导通电阻、开关损耗大幅降低，适用于更高的工作频率，另由于其高温工作特性，大大提高了高温稳定性，但由于sic mosfet的价格较为昂贵，因此限制了它的广泛应用。

sic在物理特性上拥有高度稳定的晶体结构，其能带宽度可达2.2ev至3.3ev，几乎是硅材料的两倍以上。因此，sic所能承受的温度更高，一般而言，sic器件所能达到的最大工作温度可到600℃。此外，与硅材料相比，sic的击穿场强是硅的十倍多，因此sic器件的阻断电压比硅器件高很多。

一般而言，半导体器件的导通损耗与其击穿场强成反比，故在相似的功率等级下，sic器件的导通损耗比硅器件小很多。且sic器件导通损耗对温度的依存度很小，sic器件的导通损耗随温度的变化很小，这与传统的硅器件也有很大差别。另一方面，sic的热导系数几乎是硅材料的2.5倍，饱和电子漂移率是硅的2倍，所以sic器件能在更高的频率下工作。综合以上优点，在相同的功率等级下，设备中功率器件的数量、散热器的体积、滤波元件体积都能大大减小，同时效率也有大幅度的提升。

sic功率器件具有低导通损耗

sic架构的fet和以往的硅基mosfet一样，都是mosfet。广义来说，两者内部的实体结构类似，而且都是具有源极、汲极和闸极连接的三端子器件。两者的差异在于sic架构fet采用sic作为基材，而非单纯只用硅材，在业界中常广称为sic功率器件，而省略mosfet部分。

不过，sic功率器件的闸极驱动电路和硅基半导体的电路并不同，闸极驱动电路的电压是非对称的（例如 20 v和−5 v），在封装方面，sic裸晶的功率密度比硅半导体要高，其温度可以超过硅的上限150℃，因此需要用到新的芯片连接技术（例如烧结），才能有效地将热从器件带出，并且确保存在可靠的互联结构。

由于sic mosfet不须采用如igbt般的双极器件构造（导通电阻变低但开关慢），是能够兼顾到低导通电阻、高耐压、高速开关的器件。sic mosfet由于如igbt般无初始电压，可在小电流到大电流的广泛电流领域达成低导通损耗。

具有较大芯片但较低的热阻

安森美半导体也推出多款的sic mosfet产品来满足客户的不同需求，nxh006p120mnf2是采用半桥2件装的sic模块，带有2个1200 v、6 mω的sic mosfet开关和一个热敏电阻，采用f2封装与行业标准引脚，sic mosfet开关使用稳固的m1平面技术，并由18v-20v栅极驱动器驱动，与trench mosfet相比，具有较大芯片但较低的热阻，易于使用负栅极电压驱动。

nxh006p120mnf2可通过平面技术和更低的芯片热阻，来提高可靠性，并以20v运行以降低损耗，支持18v可与其他模块兼容，带有预涂热界面材料（thermal interface material, tim）和不带预涂tim的选项，也有带有可焊接引脚和压接引脚的选项，可与安森美半导体的标准ncd5700x驱动器凯发app官网登录的解决方案配合良好，这些器件无铅、无卤化物且符合rohs标准，可应用于各种直流-交流转换、直流-直流转换与交流-直流转换，常见的终端产品包括不间断电源（uninterruptible power supplies, ups）、储能系统、电动汽车充电站、太阳能逆变器、工业电源等。

可在更高电压下改善r_ds(on)

安森美半导体还推出另一款nxh010p120mnf1 sic模块，采用2件式半桥拓扑，在f1封装模块中包含一个支持1200 v、10 mω的sic mosfet半桥，和一个ntc热敏电阻，建议的栅极电压为18v – 20v，具有低热阻，也有tim或无tim选项，并具有压配引脚。

nxh010p120mnf1可在更高电压下改善r_ds(on)，可提高效率或提高功率密度，具有高可靠性热界面的灵活凯发app官网登录的解决方案，同样可应用于各种交直流转换应用，以及电动车充电器、储能系统、三相太阳能逆变器与不间断电源供应、工业电源等产品。

结语

安森美半导体在sic mosfet模块的设计上具有其独到之处，可以简化开发流程，并持续投资于增强型封装技术和精确的热建模，可减少冷却工作量，并延长使用寿命，具有优化的裸晶尺寸、预涂tim，可在恶劣环境中增强稳固性，具有专利端接结构、全价值链整合，提供从基材到最终产品，以及现成的和量身定制的凯发app官网登录的解决方案，协助客户缩短产品的上市时间，确保质量、可靠性与可扩展性，将是相关电源应用的最佳选择之一。