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[常見問題解答]靜態(tài)特性對比分析：Si與SiC MOSFET在參數(shù)表現(xiàn)上的差異[ 2025-04-19 11:35 ]

在當(dāng)今高性能電力電子領(lǐng)域，MOSFET被廣泛應(yīng)用于開關(guān)電源、電機控制和功率變換系統(tǒng)中。隨著對高效率、高電壓能力的需求不斷增長，基于碳化硅材料（SiC）的MOSFET逐步進(jìn)入工業(yè)和商用市場，成為傳統(tǒng)硅基MOSFET（Si MOSFET）的有力替代者。1. 開啟閾值電壓 Vth 的比較在柵極驅(qū)動控制方面，MOSFET的開啟閾值電壓起著至關(guān)重要的作用。通常，Si MOSFET的Vth范圍集中在2V到4V之間，而SiC MOSFET則略高，普遍在3V到5V之間。這意味著SiC器件在驅(qū)動電路設(shè)計上更傾向于使用高壓柵極驅(qū)動信號

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[常見問題解答]新能源汽車OBC用SiC MOS驅(qū)動模塊設(shè)計思路與供電方案全流程剖析[ 2025-04-17 14:45 ]

OBC(車載充電機)在新能源汽車的電氣系統(tǒng)中，是連接電網(wǎng)與動力電池的關(guān)鍵部件，負(fù)責(zé)交流轉(zhuǎn)直流、充電管理和電能轉(zhuǎn)換。隨著 SiC MOSFET 在高壓高速開關(guān)領(lǐng)域得到廣泛應(yīng)用，其在 OBC DC/DC 轉(zhuǎn)換階段的應(yīng)用也越來越普遍。實現(xiàn)整體性能優(yōu)化的關(guān)鍵是高效設(shè)計驅(qū)動模塊及其供電系統(tǒng)。一、驅(qū)動模塊的設(shè)計思路解析1. 選擇合適的驅(qū)動電壓范圍SiC MOSFET一般工作于較高的柵壓要求，典型驅(qū)動電壓為+18V/-5V或+20V/-5V。在設(shè)計驅(qū)動模塊時，需要優(yōu)先確保驅(qū)動芯片具備雙向電壓能力，避免開關(guān)遲滯或關(guān)斷不徹底的問題。

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[常見問題解答]高壓SiC MOSFET柵氧老化行為研究及加速測試方法探索[ 2025-04-16 14:55 ]

在高電壓、高溫、高頻的電力電子應(yīng)用中，碳化硅MOSFET因其出色的材料特性逐漸取代傳統(tǒng)硅基器件，成為高壓領(lǐng)域的核心選擇。然而，器件的長期可靠性依然是制約其大規(guī)模應(yīng)用的關(guān)鍵因素，特別是柵極氧化層的老化行為及其導(dǎo)致的性能退化問題，已成為研究和工業(yè)界共同關(guān)注的技術(shù)焦點。一、SiC MOSFET柵氧老化機制概述相較于硅器件，SiC MOSFET采用熱氧化工藝形成的柵極氧化層存在較多界面缺陷，源于碳原子在氧化過程中的難以完全去除。這些殘留的碳相關(guān)缺陷在高場高溫條件下會加速電子捕獲，導(dǎo)致閾值電壓漂移、柵漏電流上升，嚴(yán)重時甚至引

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[常見問題解答]基于非對稱瞬態(tài)抑制技術(shù)的SiC MOSFET門極保護全新解決方案[ 2025-04-12 11:34 ]

在功率電子設(shè)計領(lǐng)域，隨著SiC MOSFET器件的快速普及，如何有效保障其門極的安全，已成為工程師們關(guān)注的重點問題。尤其在高壓、大功率及高頻應(yīng)用場景下，門極易受到電源瞬態(tài)、電磁干擾及負(fù)載切換等因素的威脅。針對這一痛點，近年來非對稱瞬態(tài)抑制（TVS）技術(shù)的出現(xiàn)，為SiC MOSFET門極的可靠保護提供了全新的解決思路。一、為何SiC MOSFET門極需要特殊保護？SiC MOSFET相比傳統(tǒng)硅器件，具備開關(guān)速度更快、耐壓能力更高、導(dǎo)通損耗更低等優(yōu)勢，但這也帶來了門極易受干擾的設(shè)計挑戰(zhàn)。特別是在實際應(yīng)用中，門極信號線往

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[常見問題解答]SiC MOSFET動態(tài)響應(yīng)性能分析與優(yōu)化[ 2025-04-10 11:51 ]

隨著電力電子技術(shù)的迅猛發(fā)展，SiC MOSFET作為一種新型寬禁帶半導(dǎo)體器件，因其高效能、高溫穩(wěn)定性以及較低的導(dǎo)通電阻，逐漸成為高頻、高溫及高功率密度應(yīng)用中的首選元件。然而，SiC MOSFET的動態(tài)響應(yīng)性能，特別是在高頻開關(guān)操作下的表現(xiàn)，對于其在實際應(yīng)用中的優(yōu)劣具有至關(guān)重要的影響。因此，分析與優(yōu)化SiC MOSFET的動態(tài)響應(yīng)性能成為了提升其整體性能和應(yīng)用潛力的關(guān)鍵。一、SiC MOSFET動態(tài)響應(yīng)性能概述SiC MOSFET的動態(tài)響應(yīng)性能主要指其在開關(guān)操作過程中，特別是在頻繁的開通和關(guān)斷過程中，表現(xiàn)出的電流、電

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[常見問題解答]3千瓦LLC拓?fù)渲蠸iC MOSFET的集成優(yōu)化路徑[ 2025-04-07 12:10 ]

在高效電源系統(tǒng)快速發(fā)展的背景下，LLC諧振變換器憑借其高效率和低電磁干擾特性，逐漸成為中高功率密度應(yīng)用的首選拓?fù)渲弧６趯崿F(xiàn)高頻率、高效率運行的過程中，碳化硅（SiC）MOSFET的集成應(yīng)用正成為性能突破的關(guān)鍵路徑之一。一、SiC MOSFET在3kW LLC中的技術(shù)適配性LLC拓?fù)浔旧硪云滠涢_關(guān)特性（ZVS或ZCS）有效降低開關(guān)損耗，適合高頻操作。將SiC MOSFET引入該拓?fù)浜螅渚邆涞牡蛯?dǎo)通電阻、高擊穿電壓和極低的反向恢復(fù)電荷特性，使其更適用于200kHz~500kHz以上的工作頻率區(qū)間。相比傳統(tǒng)硅基MO

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[常見問題解答]SiC MOSFET柵極氧化層老化機制與評估方法解析[ 2025-04-07 11:17 ]

隨著碳化硅（SiC）器件在高壓、高溫和高頻電力轉(zhuǎn)換領(lǐng)域的逐步普及，其可靠性研究成為保障系統(tǒng)穩(wěn)定運行的重要環(huán)節(jié)。作為SiC MOSFET核心結(jié)構(gòu)之一的柵極氧化層，其老化機制直接影響整個器件的電氣性能與壽命預(yù)期。因此，深入理解其老化過程，并構(gòu)建科學(xué)合理的評估體系，對實現(xiàn)器件可靠性管理具有重要價值。一、柵極氧化層的老化機制剖析SiC MOSFET通常采用熱氧化方式形成的二氧化硅（SiO?）作為柵氧材料。相比硅MOSFET，SiC器件在高電場與高溫環(huán)境下工作更為頻繁，因此其柵氧層在長期應(yīng)力作用下易出現(xiàn)退化現(xiàn)象。柵氧層老化主

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[常見問題解答]SiC MOSFET與肖特基二極管的協(xié)同作用，優(yōu)化電力轉(zhuǎn)換效率[ 2025-04-01 14:17 ]

隨著對能源效率要求的日益提高，碳化硅（SiC）材料在電力電子領(lǐng)域的應(yīng)用變得越來越廣泛。特別是在電力轉(zhuǎn)換系統(tǒng)中，SiC MOSFET和肖特基二極管的結(jié)合，已成為提升效率、減少損失和提高可靠性的關(guān)鍵技術(shù)手段。一、SiC MOSFET的特點及優(yōu)勢碳化硅MOSFET（SiC MOSFET）是一種先進(jìn)的功率半導(dǎo)體器件，因其具備優(yōu)異的高擊穿電壓、低導(dǎo)通電阻和出色的熱管理能力，廣泛應(yīng)用于高壓和高頻率的電力轉(zhuǎn)換系統(tǒng)。SiC材料的高禁帶寬度使其在高溫和高壓條件下保持良好的性能，特別適用于電動汽車驅(qū)動系統(tǒng)和太陽能逆變器等對環(huán)境要求嚴(yán)格

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[常見問題解答]碳化硅MOSFET的核心結(jié)構(gòu)解析與應(yīng)用場景[ 2025-03-13 14:34 ]

碳化硅（SiC）MOSFET是一種基于SiC材料的場效應(yīng)晶體管，屬于寬禁帶半導(dǎo)體器件。其獨特的物理特性使其具備高耐壓、低損耗、高頻運行以及出色的耐高溫能力，已在電力電子領(lǐng)域得到廣泛應(yīng)用。相較于傳統(tǒng)硅（Si）MOSFET，SiC MOSFET在能量轉(zhuǎn)換效率、功率密度和散熱性能方面表現(xiàn)更優(yōu)，特別適用于高功率、高溫和高速開關(guān)場景。一、SiC MOSFET的核心結(jié)構(gòu)解析SiC MOSFET的結(jié)構(gòu)與傳統(tǒng)硅MOSFET在基本設(shè)計上相似，但由于SiC材料特性的不同，其結(jié)構(gòu)設(shè)計和制造工藝有所優(yōu)化，以更好地發(fā)揮碳化硅的優(yōu)勢。1. 材

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[常見問題解答]SiC MOSFET如何提升電力電子設(shè)備性能與可靠性[ 2025-01-15 11:46 ]

SiC MOSFET憑借其獨特的材料特性和優(yōu)異性能，在電力電子領(lǐng)域逐漸成為主流器件之一。與傳統(tǒng)硅MOSFET相比，SiC MOSFET在許多方面更高效、更可靠。這些設(shè)備廣泛應(yīng)用于電動汽車、工業(yè)電源、太陽能逆變器等領(lǐng)域。一、提升SiC MOSFET性能的核心要素1. 高熱導(dǎo)率及高溫穩(wěn)定性SiC材料的熱導(dǎo)率顯著高于硅材料，散熱效率更高，從而有效降低器件的溫升。同時，SiC MOSFET具備更寬的工作溫度范圍，通常可在175°C以上的高溫下穩(wěn)定運行，而傳統(tǒng)硅MOSFET的工作溫度上限通常為150°C。此特

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[常見問題解答]碳化硅MOSFET柵極氧化層缺陷檢測的最新進(jìn)展與挑戰(zhàn)[ 2024-12-14 12:18 ]

隨著電力電子和高頻通信技術(shù)的不斷發(fā)展，碳化硅（SiC）MOSFET（金屬氧化物半導(dǎo)體場效應(yīng)晶體管）憑借其優(yōu)異的高溫特性，成為功率半導(dǎo)體領(lǐng)域的重要材料，尤其是在高功率和高頻性能方面。然而，SiC MOSFET的性能并非完全沒有誤差，特別是在柵極氧化物（gate Oxide）這一關(guān)鍵結(jié)構(gòu)上。因此，對這些缺陷的有效檢測和表征已成為SiC MOSFET研究和應(yīng)用中的重要課題。柵氧化層的質(zhì)量直接關(guān)系到器件的擊穿電壓、開關(guān)速度和長期穩(wěn)定性，界面缺陷或材料缺失會導(dǎo)致漏電流增大、閾值電壓漂移和器件失效，進(jìn)而影響整個電路

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[常見問題解答]SiC器件開關(guān)性能受系統(tǒng)寄生參數(shù)影響的深入探討[ 2024-09-04 14:36 ]

隨著碳化硅（SiC）技術(shù)的不斷成熟和推廣，其在高壓電力電子設(shè)備中的應(yīng)用日益增加。SiC器件因其能在高溫、高壓和高頻率條件下工作而受到青睞。然而，系統(tǒng)內(nèi)部的寄生參數(shù)，如寄生電容和寄生電感，對SiC器件的開關(guān)性能有著顯著影響。本文通過詳細(xì)分析，探討這些系統(tǒng)寄生參數(shù)是如何影響SiC器件的性能，尤其是在開關(guān)操作中的具體表現(xiàn)。一、寄生電感的影響在電力電子轉(zhuǎn)換系統(tǒng)中，寄生電感主要來源于電連接和布線。在SiC MOSFETs和二極管開關(guān)時，寄生電感可以引起顯著的電壓超調(diào)，從而對器件造成額外的電壓應(yīng)力。當(dāng)開關(guān)器件嘗試快速切換時，這

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[常見問題解答]如何利用碳化硅MOSFET提高光伏逆變器與充電樁的系統(tǒng)性能[ 2024-08-05 11:50 ]

碳化硅（SiC）MOSFET以其卓越的物理特性，在電力轉(zhuǎn)換技術(shù)中展示了巨大的應(yīng)用潛力，特別是在光伏逆變器和電動汽車充電設(shè)施的性能優(yōu)化上。這種材料不僅能夠承受更高的電壓和溫度，還能在較高頻率下運行，從而大幅提升系統(tǒng)的效率和穩(wěn)定性。本文將詳細(xì)探討利用碳化硅MOSFET優(yōu)化這些關(guān)鍵設(shè)備性能的方法。1. 光伏逆變器的性能提升光伏逆變器的主要功能是將太陽能板產(chǎn)生的直流電轉(zhuǎn)換為可用的交流電。采用SiC MOSFET的逆變器可以極大地提高轉(zhuǎn)換效率和減少能量損耗。與傳統(tǒng)硅基MOSFET相比，SiC MOSFET擁有更低的開關(guān)損耗和

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[常見問題解答]深入探討：碳化硅在先進(jìn)電子設(shè)備中的關(guān)鍵作用[ 2024-07-30 12:11 ]

1. 碳化硅MOSFET的驅(qū)動門極電壓與導(dǎo)通電阻之謎研究表明，SiC MOSFET的漂移層阻抗遠(yuǎn)低于Si MOSFET，但其溝道遷移率較低，導(dǎo)致阻抗略高。因此，提升門極電壓有助于降低導(dǎo)通電阻。使用Vgs=18V的驅(qū)動電壓，可以最大化其低導(dǎo)通電阻的性能，推薦負(fù)壓設(shè)置為約-3。此外，市場上已有Vgs=15V和預(yù)計將推出Vgs=12V的碳化硅MOSFET，旨在與硅基器件的驅(qū)動電壓統(tǒng)一。2. SiC器件與傳統(tǒng)硅器件的對比SiC器件的絕緣擊穿場強是Si的10倍，允許使用更薄的漂移層來實現(xiàn)高耐壓。因此，在相同耐壓下，SiC的標(biāo)

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[常見問題解答]優(yōu)化策略：提升基于變壓器的 SiC MOSFET 隔離柵極驅(qū)動器效率[ 2024-05-24 10:15 ]

本文探討了一種用于 3.3kV SiC MOSFET 的新型隔離柵極驅(qū)動器設(shè)計，采用變壓器進(jìn)行高效驅(qū)動。其中，兩個 VHF 調(diào)制諧振反激式轉(zhuǎn)換器工作在 20 MHz，用于生成 PWM 信號和提供柵極驅(qū)動電力。一、高壓絕緣特性通過一種設(shè)計優(yōu)化的 PCB 空心變壓器提供高達(dá) 15 kV RMS 的高壓絕緣特性。這種變壓器的低耦合電容（5pF）確保即使在 SiC MOSFET 高 dv/dt 的條件下也具有出色的抗噪聲性能。文中還將展示一系列關(guān)于 3.3kV SiC MOSFET 的實驗結(jié)果，以證明本設(shè)計方案的有效性。二

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[常見問題解答]SiC MOSFET的結(jié)構(gòu)和特性介紹[ 2023-08-21 16:47 ]

SiC MOSFET的結(jié)構(gòu)和特性介紹SiC功率MOSFET內(nèi)部晶胞單元的結(jié)構(gòu)，主要有二種：平面結(jié)構(gòu)和溝槽結(jié)構(gòu)。平面SiC MOSFET的結(jié)構(gòu)，如圖1所示。這種結(jié)構(gòu)的特點是工藝簡單，單元的一致性較好，雪崩能量比較高。但是，這種結(jié)構(gòu)的中間，N區(qū)夾在兩個P區(qū)域之間，當(dāng)電流被限制在靠近P體區(qū)域的狹窄的N區(qū)中流過時，將產(chǎn)生JFET效應(yīng)，從而增加通態(tài)電阻；同時，這種結(jié)構(gòu)的寄生電容也較大。圖1：平面SiC MOSFET的結(jié)構(gòu)溝槽SiC MOSFET的結(jié)構(gòu)，如圖2所示。這種結(jié)構(gòu)將柵極埋入基體中，形成垂直的溝道，由于要開溝槽，工藝變

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[常見問題解答]Gate-Source間電壓的動作介紹[ 2023-05-20 14:25 ]

Gate-Source間電壓的動作介紹低邊開關(guān)導(dǎo)通時的Gate-Source間電壓的動作當(dāng)SiC MOSFET的LS導(dǎo)通時，首先ID會變化（下述波形示意圖T1）。此時LS的ID沿增加方向、HS的ID沿減少方向流動，受下述等效電路圖中所示的事件(I)影響，在圖中所示的極性產(chǎn)生公式（1）的電動勢。公式（1）與上一篇文章中使用的公式相同。該電動勢引起的電流將源極側(cè)作為正極對CGS進(jìn)行充電，因此在LS會將VGS向下推，在HS會將VGS向負(fù)極側(cè)拉，使之產(chǎn)生負(fù)浪涌（波形示意圖VGS的T1）。當(dāng)ID的變化結(jié)束時，LS的VDS的電

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[行業(yè)資訊]正電壓浪涌對策和其效果介紹[ 2023-05-19 17:33 ]

正電壓浪涌對策和其效果介紹正電壓浪涌對策下圖顯示了同步升壓電路中LS導(dǎo)通時柵極－源極電壓的行為，該圖在之前的文章中也使用過。要想抑制事件（II），即HS（非開關(guān)側(cè)）的VGS的正浪涌，正如在上一篇文章的表格中所總結(jié)的，采用浪涌抑制電路的米勒鉗位用MOSFET Q2、或誤導(dǎo)通抑制電容器C1是很有效的方法（參見下面的驗證電路）。為了驗證抑制電路的效果，將抑制電路單獨安裝在SiC MOSFET（SCT3040KR）的驅(qū)動電路上并觀察了其波形。下面是所用SiC MOSFET的外觀和主要規(guī)格，僅供參考。以下電路為用來驗證的抑制

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[常見問題解答]SiC功率元器件中產(chǎn)生的浪涌怎么應(yīng)對介紹[ 2023-05-18 18:03 ]

SiC功率元器件中產(chǎn)生的浪涌怎么應(yīng)對介紹浪涌抑制電路SiC功率元器件中柵極-源極電壓（VGS）的正浪涌在開關(guān)側(cè)和非開關(guān)側(cè)均有發(fā)生，但是尤其會造成問題的是在LS（低邊）導(dǎo)通時的非開關(guān)側(cè)（HS：高邊）的事件（II）。右側(cè)的波形圖與上一篇中給出的波形圖相同。其原因是開關(guān)側(cè)已經(jīng)處于導(dǎo)通狀態(tài)，因此，當(dāng)非開關(guān)側(cè)的正浪涌電壓超過SiC MOSFET的柵極閾值電壓（VGS(th)）時，HS和LS會同時導(dǎo)通并流過直通電流。只是由于SiC MOSFET的跨導(dǎo)比Si MOSFET的跨導(dǎo)小一個數(shù)量級以上，因此不會立即流過過大的直通電流。所

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[常見問題解答]柵極-源極電壓產(chǎn)生的浪涌介紹[ 2023-05-18 17:55 ]

柵極-源極電壓產(chǎn)生的浪涌介紹MOSFET和IGBT等功率半導(dǎo)體作為開關(guān)元件已被廣泛應(yīng)用于各種電源應(yīng)用和電力線路中。其中，SiC MOSFET在近年來的應(yīng)用速度與日俱增，它的工作速度非常快，以至于開關(guān)時的電壓和電流的變化已經(jīng)無法忽略SiC MOSFET本身的封裝電感和外圍電路的布線電感的影響。特別是柵極-源極間電壓，當(dāng)SiC MOSFET本身的電壓和電流發(fā)生變化時，可能會發(fā)生意想不到的正浪涌或負(fù)浪涌，需要對此采取對策。在本文中，將對相應(yīng)的對策進(jìn)行探討。什么是柵極－源極電壓產(chǎn)生的浪涌？右側(cè)的電路圖是在橋式結(jié)構(gòu)中使用Si

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