安森美半導(dǎo)體的領(lǐng)先的碳化硅(SiC) MOSFET方案的優(yōu)勢

安森美半導(dǎo)體是領(lǐng)先的寬禁帶半導(dǎo)體制造商，是該技術(shù)的先鋒，并創(chuàng)建了最低RDSon 的SiC MOSFET之一。我們提供同類最佳的封裝技術(shù)，全面的高能效電源方案，包括先進的基于碳化硅(SiC)的器件如SiC MOSFET、SiC二極管、SiC和氮化鎵(GaN)驅(qū)動器及集成模塊。

安森美半導(dǎo)體推出了兩個新系列：1200伏(V)和900 V N溝道SiC MOSFET，擴展了其寬禁帶(WBG)器件系列。本文介紹該技術(shù)，您可了解我們介紹的新的SiC MOSFET的用例，以及哪些終端應(yīng)用將得益于我們新的SiC方案。

1200 V SiC MOSFET

問：1200 V，20mΩ N溝道SiC MOSFET NTHL020N120SC1的主要特性是什么?

答：NTHL020N120SC1的設(shè)計旨在在1200V的阻斷電壓(VDSS)下提供極低的導(dǎo)通損耗。 此外，它被設(shè)計為以低內(nèi)部門極電阻(Rg =1.81Ω)和低輸出電容(Coss = 260pF)快速驅(qū)動。

問：相較安森美半導(dǎo)體現(xiàn)有的SiC MOSFET (在推出NTHL020N120SC1前)，NTHL020N120SC1有哪些改進的特性?

答：這是我們的第一代SiC MOSFET，因此不能與以前的器件進行比較。但是，我們的器件相對于市場上的其他器件具有一些優(yōu)勢-強大的氧化物性能(VGS額定值為+ 25V / -15V)，無Vth漂移，無體二極管漂移，高開關(guān)速度，具有dv / dt控制的平滑門極驅(qū)動以及強大的體二極管用于硬開關(guān)。

問：NTHL020N120SC1提供什么有競爭力的規(guī)格?

答：我們的1200V SiC MOSFET器件在市場上非常有競爭力，滿足或超越大多數(shù)客戶的規(guī)格。每個應(yīng)用都關(guān)注不同的參數(shù)，但總的來說，我們將我們的器件設(shè)計為可快速運行，從而減少了開關(guān)和導(dǎo)通損耗。 為此，我們實現(xiàn)了較低的RDSon，并選擇了低的內(nèi)部門極電阻以快速開關(guān)。我們設(shè)計的器件強固耐用，具有超過100V / ns的快速瞬態(tài)抗擾度。

問：SiC的優(yōu)勢是什么?

答：SiC的優(yōu)勢在于材料本身具有比硅高10倍的介電擊穿場強，高2倍的電子飽和速率，高3倍的導(dǎo)熱率。 系統(tǒng)優(yōu)勢是降低功率損耗，提高功率密度、工作頻率，耐受的工作溫度，降低EMI，最重要的是降低系統(tǒng)尺寸和成本，從而提供最高能效。

終端應(yīng)用：

問：有哪些終端應(yīng)用將充分利用NTHL020N120SC1的主要特性?

答：有多種終端應(yīng)用將顯著得益于減少物料單(BOM)成分以及增加功率密度。兩個尤為明顯的特定應(yīng)用是太陽能逆變器以及電動汽車(EV)充電樁。

問：為什么SiC MOSFET產(chǎn)品特別有利于太陽能逆變器和電動汽車充電樁? 這些應(yīng)用是否有強烈的尺寸/外形要求? 如果是這樣，您能告訴我們背景或需求嗎?

答：大多數(shù)PFC級通常都很復(fù)雜，頻率有限，能效從未超過98%。 使用SiC可以減少器件數(shù) (減少復(fù)雜性)，減少無源器件，實現(xiàn)更好的散熱以及高于98%的能效。

問：對更小的太陽能逆變器和充電樁有很大的需求嗎?原因是什么?

答：

太陽能逆變器：

當前，太陽能逆變器市場領(lǐng)域有兩個趨勢。安森美半導(dǎo)體估計占總目標市場 (TAM)的30%。

1)每排面板的多個小于20kW的小型逆變器將直流電轉(zhuǎn)換為交流電，然后饋入大型兆瓦級逆變器

小于20kW的小型逆變器通常會在PCF級中使用分立SiC。對于LLC，視乎時間表、成本和能效目標，結(jié)合使用超級結(jié)(SJ)和SiC。

如果客戶轉(zhuǎn)向SiC，則有很多優(yōu)點，但是門極驅(qū)動電壓較高，因此必須重新設(shè)計電路是個缺點。

2)一些大于20kW的大型逆變器會占用多排面板，而不會饋入更大的逆變器中

大于20kW的較大型逆變器通常使用電源模塊。

以前是IGBT模塊，然后在過去的5年中向混合模塊(IGBT + SiC二極管)發(fā)展，現(xiàn)在我們看到使用SiC MOSFET模塊。

充電樁：

充電樁有4級功率。1級和2級是1/3相交流充電器。這些充電器不使用SiC，而是使用汽車的車載充電器(OBC)為電池充電。3級和4級的功率更高，并且在充電樁上使用AC - DC，因此，當您連接到汽車時，它將直接為電池充電。

此外，我們將充電樁的3個“市場”細分

1) 住宅– 1級或2級充電器

2) 商業(yè)– 2級或3級(商場，工作場所，汽車停放處)

3) 高速公路– 3級或4級(將在此處使用SiC)

總之，充電市場特別是高功率仍在發(fā)展。在這里，由于功率高，我們看到其中大部分使用電源模塊，但也看到LLC或次級整流級使用分立器件。