諺語說：“不怕低，隻怕比”。這條諺語首次出現在1440年約翰·利德蓋特的《馬鵝羊之間的辯論》中zhong。疲pi於yu比bi較jiao的de不bu僅jin僅jin是shi文wen章zhang中zhong的de動dong物wu
，現xian代dai功gong率lv轉zhuan換huan器qi設she計ji師shi們men也ye不bu得de不bu拚pin命ming從cong大da量liang競jing爭zheng性xing主zhu張zhang中zhong嚐chang試shi找zhao出chu適shi合he他ta們men的de應ying用yong的de功gong率lv開kai關guan
，並bing進jin行xing比bi較jiao，以yi獲huo得de“最佳性能”。ruguojixuyinongmuyelaibiyu
，zhegewentijiuxiangshijiangyigepingguoyuyiduipingguoxiangbijiao
，yinweiruguobukaolvyuqitazhibiaodequanhengqushe
，jiubunengpingjiarenhedangedianzicanshudehaohuai。kaiguandaotongdianzujiushiyigehaolizi
，nibixuzaixiangtongdeedingdianyaxia
，zaigegezhizaoshangdejianyizhajiqudongdianyaxia
，zaixiangtongdejiewenheloujidianliuxia
，zaixiangtongdefengzhuangzhongbijiaolingjian，cainenglejiezhegecanshu。

 

Si-MOSFET、SiC-MOSFET和SiC FET競爭上崗

 

在不低於幾百伏的較高電壓下，Si MOSFET
、SiC MOSFET和UnitedSiC FET是同一個位置的有力競爭產品，它們的數據資料中通常標明特定額定電壓
、結溫和柵極驅動電壓下的RDS(ON)值。例如，UnitedSiC最近推出的零件UJ4C075018K4S就提供了在VGS = 12V、溫度為25°C至175°C、漏極電流為20A時的導通電阻值。從中，您可以輕鬆獲得該零件在給定溫度下的RDS(ON)溫度係數數值
，在Tj =125°C時
，該數值約為+70-75%。

 

650V SiC MOSFET的擁護者可能會指出，他們發現其他類似器件在Tj =125°C下的該數值通常為+20-25%。這能說明SiC MOSFET比bi其qi他ta器qi件jian好hao三san倍bei嗎ma？恐kong怕pa不bu能neng這zhe麼me武wu斷duan。首shou先xian，部bu分fen正zheng溫wen度du係xi數shu值zhi是shi必bi要yao的de
，可ke以yi迫po使shi晶jing粒li中zhong的de單dan元yuan分fen擔dan電dian流liu，而er不bu會hui出chu現xian熱re點dian和he熱re散san逸yi。同tong理li，設she計ji師shi依yi靠kao正zheng值zhi才cai能neng並bing聯lian器qi件jian，並bing自zi然ran分fen流liu。

 

SiC MOSFET的電阻由其反型溝道決定

 

SiC MOSFET較低的RDS(ON)溫度係數值實際上表明會出現較深層次的影響。MOSFET和JFET是“單載流子”器件，電子流會經過不同區（基質、漂移層
、JFET區和溝道等）。在650V SiC MOSFET中(zhong)，反(fan)型(xing)溝(gou)道(dao)決(jue)定(ding)了(le)總(zong)電(dian)阻(zu)
，而(er)總(zong)電(dian)阻(zu)實(shi)際(ji)上(shang)會(hui)隨(sui)著(zhe)溫(wen)度(du)降(jiang)低(di)。溝(gou)道(dao)電(dian)阻(zu)與(yu)自(zi)由(you)載(zai)流(liu)子(zi)數(shu)和(he)反(fan)型(xing)層(ceng)電(dian)子(zi)遷(qian)移(yi)率(lv)的(de)乘(cheng)積(ji)成(cheng)反(fan)比(bi)。隨(sui)著(zhe)溫(wen)度(du)升(sheng)高(gao)，閾(yu)值(zhi)電(dian)壓(ya)會(hui)降(jiang)低(di)
，而(er)溝(gou)道(dao)中(zhong)的(de)自(zi)由(you)載(zai)流(liu)子(zi)數(shu)會(hui)增(zeng)加(jia)，因(yin)而(er)電(dian)阻(zu)會(hui)降(jiang)低(di)。其(qi)餘(yu)器(qi)件(jian)區(qu)（即JFET
、漂移層和基質電阻）的正溫度係數會抵消這種影響
，從而產生不高的淨正Tc值。在SiC JFET中，沒有反型溝道來抵消JFET、漂移層和基質的正溫度係數。同時，低壓Si MOSFET僅占總導通電阻的一小部分，這解釋了為什麼采用它時的Tc值比采用SiC MOSFET時要高，不過有說服力的一點是，SiC FET中不存在由不理想的SiC反型層造成的損耗（圖1）。

 

【圖1：典型的SiC MOSFET溝槽結構和沒有大損耗SiC MOS反型溝道的UnitedSiC FET，後者有較高的導通電阻溫度係數，但是損耗較低】

 

SiC FET的整體導電損耗較低

 

如果審視絕對值
，則會發現決定性的證據。如圖2所示，在比較650/750V器件的RDS(ON)時，在25°C時
，UnitedSiC FET的導通電阻大約是SiC MOSFET的三分之一
，優勢最明顯
，在150°C時
，仍比後者好2倍左右，在相同有效晶粒麵積下
，前者帶來的導電損耗大約是後者的一半。

 

【圖2：UnitedSiC FET導通電阻的Tc較高
，但是絕對值較低】

 

采用UnitedSiC FET的最終效果是整體導電損耗較低，且RDS(ON)的(de)正(zheng)溫(wen)度(du)係(xi)數(shu)十(shi)分(fen)健(jian)康(kang)，可(ke)確(que)保(bao)單(dan)元(yuan)和(he)並(bing)聯(lian)器(qi)件(jian)之(zhi)間(jian)實(shi)現(xian)有(you)效(xiao)分(fen)流(liu)。很(hen)明(ming)顯(xian)，確(que)保(bao)合(he)理(li)進(jin)行(xing)比(bi)較(jiao)並(bing)理(li)解(jie)這(zhe)種(zhong)效(xiao)果(guo)背(bei)後(hou)的(de)機(ji)製(zhi)是(shi)值(zhi)得(de)的(de)，它(ta)揭(jie)示(shi)了(le)什(shen)麼(me)才(cai)是(shi)真(zhen)正(zheng)重(zhong)要(yao)的(de)
，那(na)就(jiu)是(shi)較(jiao)低(di)的(de)整(zheng)體(ti)損(sun)耗(hao)。

 

文章來源： UnitedSiC

 

 

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