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功率电子@@器件@@从@@硅@@@@（Si）到@@碳化硅@@@@@@（SiC）的@@过渡@@

judy — Thu, 21 Dec 2023 03:00:22 +0000

众所周知@@，硅@@（Si）材料@@及其@@基础上@@的@@@@技术@@@@方向@@曾经改变了世界@@。硅@@材料@@从@@沙子中@@提炼@@，构筑了远比@@沙土城堡更精密复杂的@@产品@@@@。如@@今@@，碳化硅@@@@（SiC）材料@@作为@@一种衍生技术@@进入了市@@场@@——相比@@@@硅@@材料@@@@，它可以@@实现@@@@更高@@功率等@@级@@的@@@@功率@@转换@@、更快的@@开关速度@@@@、传热效率@@上@@也优于@@硅@@材料@@@@。本@@篇@@188金宝搏@@ 探讨了@@SiC材料@@如@@何提升@@产品@@性能@@以@@超越基于@@@@硅@@材料@@的@@领域@@，从@@而@@为@@我们全新的@@数字世界创造下一代@@解决方案@@@@。

硅@@基@@MOSFET、碳化硅@@@@（SiC）MOSFET、氮化镓@@（GaN）HEMT或@@碳化硅@@@@@@（SiC）FET等@@功率电子@@器件@@是@@用@@于@@众多市@@场领域的@@主@@要技术@@构件@@。长期以@@来@@，硅@@一直是@@功率电子@@应用@@@@中@@@@的@@首选半导体@@材料@@@@。直到@@最近@@@@，由@@于@@@@SiC技术@@性能@@和@@可靠@@性的@@显著提升@@@@，人们开始从@@硅@@转向@@@@@@SiC器件@@。

SiC的@@性能@@优势@@已在@@电动@@车@@@@、白色家电@@、基础设施@@、太阳能@@/可再生能源@@@@、数据中@@心@@等@@多个电力电子市@@场产生深远的@@影响@@。得益于@@@@更大的@@带隙能量@@（即@@3.3eV，而@@硅@@为@@@@1.1eV——参见图@@@@@@2）和@@更高@@的@@击穿电压@@@@，SiC可用@@@@于@@创建更新颖@@、更高@@性能@@的@@解决方案@@@@@@。

如@@今@@，制造@@商采用@@@@@@SiC技术@@来开发@@基于@@@@各种半导体@@器件@@的@@@@功率@@电子@@模块@@@@，如@@双极结@@型@@晶体管@@（BJT）、结@@型@@场效应晶体管@@@@（JFET）和@@金属@@氧化物半导体@@场效应晶体管@@@@@@（MOSFET）。在@@接下来的@@章节中@@@@，我们将@@探讨为@@何@@SiC正在@@成@@为@@面向@@未来@@@@的@@突破性电力电子技术@@@@。

1. 采用@@@@SiC vs. Si：优势@@对比@@@@

首先@@，SiC MOSFET或@@SiC FET与@@硅@@器件@@相比@@@@@@具有若干优势@@@@。SiC更高@@的@@击穿电压@@意味着可以@@使@@用@@@@更轻@@薄的@@器件@@@@来支持@@更高@@的@@电压@@@@@@。另外@@，SiC相较于@@@@硅@@的@@其@@它优势@@还包括@@@@：

作为@@一种宽带隙@@材料@@@@，在@@高@@温条件@@下漏@@电流@@@@较低@@@@；

更高@@的@@热导率@@@@，有助于@@支持@@高@@电流@@@@@@密度@@@@应用@@@@@@；

更低@@@@的@@@@能量损耗@@，有助于@@最大@@限度减少@@功率损耗@@；

更高@@的@@开关频率@@，减小@@了大型@@外围被动元器件@@的@@@@尺寸@@和@@重量@@@@；

较小@@的@@裸片尺寸@@和@@较低@@寄生电容@@@@带来更低@@@@的@@@@开关损耗@@@@，使@@得@@功率转换器@@能够在@@更高@@的@@开关频率@@及速度下运行@@；

能够在@@更高@@的@@环境温度下正常工作@@，有助于@@减小@@散热器@@的@@尺寸@@@@@@。

由@@此@@@@，我们现在@@@@可以@@看到@@@@@@SiC器件@@相对于@@@@硅@@基@@器件@@的@@@@诸多优势@@@@；这也成@@为@@许多应用@@@@从@@硅@@转向@@@@@@SiC的@@原因@@。

2. 了解@@SiC的@@电热优势@@@@

在@@电力电子领域@@，如@@何在@@高@@功率应用@@@@中@@@@@@有效减少@@或@@最小@@化功耗损失一直是@@非常重要的@@@@。与@@此@@类似@@，满足@@极端条件@@下的@@热设计@@要求也是@@非常重要的@@@@。SiC不但@@能够满足@@以@@上@@@@这些@@要求@@，其@@漏@@极@@@@-源@@极@@电阻@@@@（RDS(ON)）比@@硅@@器件@@低@@@@300到@@400倍@@。这一品质因数@@@@（FOM）是@@生产厂家的@@福音@@，基于@@@@这个特点@@，这些@@客户可以@@设计@@出高@@效@@率@@@@的@@电力电子设备@@。此@@外@@，有效裸片面积相同的@@情况@@下@@@@，碳化硅@@@@器件@@@@（SiC）可以@@转换的@@功率@@等@@级@@比@@基于@@@@硅@@@@（Si）的@@器件@@@@更高@@@@——换句话说@@@@，碳化硅@@@@器件@@@@（SiC）可以@@用@@更小@@@@的@@芯片@@尺寸@@@@实现@@相同的@@功率@@等@@级@@转换@@。

此@@外@@，SiC具有较高@@的@@电热导率@@和@@快速开关@@功能@@，以@@及较低@@的@@@@输出电容@@@@与@@@@RDS(ON)。因为@@@@碳化硅@@@@@@（SiC）器件@@可以@@转换更高@@等@@级@@的@@@@能量并且@@@@理论上@@具备更高@@的@@开关频率@@@@，可以@@帮助制造@@商节省@@系统@@成@@本@@@@@@。原因何在@@@@？因为@@@@这些@@品质因数@@@@（FOM）意味着那些被动元器件@@的@@@@尺寸@@可以@@大大减少@@@@，例如@@@@：变压器@@、扼流@@圈和@@电感器等@@磁性部件@@，而@@这些@@器件@@在@@开关电源@@@@@@设计@@中@@所有@@开关电源@@@@@@设计@@中@@都必不可少的@@@@；所有@@这些@@@@FOM意味着碳化硅@@@@器件@@@@@@（SiC）将@@在@@三相逆变器@@@@@@、数字电源@@@@和@@功率电子@@变换器@@（AC/DC和@@DC/DC）等@@应用@@@@中@@@@大有作为@@@@。

效率@@是@@各个制造@@商当@@下所追求的@@另一个@@FOM。鉴于@@全球@@都在@@推进@@“绿色@@”能源@@倡议@@，在@@许多应用@@@@中@@@@@@，效率@@也已成@@为@@一个关键的@@推动因素@@。下文中@@的@@@@图@@@@1显示了@@SiC相对于@@@@硅@@材料@@可实现@@更高@@的@@效率@@@@；这使@@其@@成@@为@@@@当@@今许多下一代@@设计@@中@@的@@@@首选技术@@@@。

图@@1，硅@@（Si）与@@碳化硅@@@@@@（SiC）的@@比@@较@@@@

SiC等@@宽带隙@@半导体@@技术@@是@@下一代@@高@@效@@功率电子@@器件@@的@@@@理想选择@@（见图@@@@2）。SiC从@@650V电压@@开始便表@@现出出色的@@电压@@@@阻断能力@@，且@@在@@@@更高@@电压@@@@下所带来的@@优势@@@@更为@@显著@@。下一代@@解决方案@@的@@一个关键举措是@@@@“绿色@@（即@@高@@能效@@）”系统@@的@@构建@@。SiC则可提供@@@@这种@@能力@@——其@@宽带隙@@特性@@可实现@@更高@@的@@功率@@@@效率@@@@、更小@@@@的@@尺寸@@@@@@、更轻@@的@@重量@@@@，和@@更低@@@@的@@@@总@@体成@@本@@@@@@——即@@相当@@于@@@@“更环保@@”的@@解决方案@@@@。

图@@2，硅@@（Si）和@@碳化硅@@@@@@（SiC）参数对比@@表@@格@@

3. 写在@@最后@@@@：一些@@结@@论@@@@

现在@@@@，我们对@@Si与@@SiC之间@@的@@@@比@@较@@有了@@更好@@的@@理解@@。在@@我们所处的@@全新数字世界@@，两者在@@诸多应用@@@@中@@@@均占有一席之地@@；然而@@@@，在@@很多解决方案@@中@@@@，SiC能够实现@@更优秀的@@性能@@指标@@。SiC技术@@能够被应用@@@@在@@广泛的@@电力电子解决方案@@中@@@@。由@@于@@@@具备较广的@@工作栅@@极@@驱动@@范围@@，在@@高@@频@@@@DC/DC和@@AC/DC等@@应用@@@@中@@@@采用@@@@@@SiC会带来许多优势@@@@。此@@外@@，在@@电动@@车@@逆变器@@中@@使@@用@@@@@@SiC，更可获得更低@@@@的@@@@导通@@损耗和@@强@@大@@的@@短路处理能力@@。

SiC技术@@的@@不断进步将@@促使@@其@@在@@更多应用@@@@中@@@@得到@@推广@@，并开拓其@@它领域@@。同时@@@@，封装@@设计@@的@@进步@@、市@@场接受度的@@提高@@@@，以@@及市@@场空间的@@快速增长@@，都会进一步助力@@SiC技术@@应用@@@@于@@更多解决方案@@@@。

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本@@文转载自@@@@：Qorvo半导体@@

碳化硅@@@@电子熔丝@@演示器为@@设计@@人员提供@@电动汽车@@@@电路@@保护@@解决方案@@@@

judy — Tue, 05 Dec 2023 03:24:25 +0000

作者@@：Microchip Technology Inc.碳化硅@@@@事业部技术@@应用@@@@工程师@@Ehab Tarmoom

早在@@十多年@@前@@，电动汽车@@@@就@@已经引入@@400V电池@@系统@@@@，现在@@@@我们看到@@行业正在@@向@@@@800V系统@@迁移@@，主@@要是@@为@@了支持@@直流@@快速充电@@@@@@@@。随着@@电压@@的@@提高@@和@@从@@@@400V系统@@中@@学到@@的@@经验教训@@，设计@@人员现在@@@@正专注@@于@@增强@@高@@压保护电路@@的@@性能@@并提高@@可靠@@性@@@@。他们正在@@重新评估使@@用@@@@熔丝@@、接触器或@@继电器的@@现有解决方案@@@@，以@@寻找响应速度更快@@、稳健性更强@@且@@可靠@@性更高@@@@的@@解决方案@@@@@@，如@@热熔丝和@@电子熔丝@@@@（即@@E-Fuse）。一种领先的@@解决方案@@@@@@是@@基于@@@@碳化硅@@@@@@（SiC）技术@@的@@电子熔丝@@@@。SiC提供@@高@@工作电压@@@@、高@@工作温度@@、低@@导通@@电阻@@@@、低@@关断状态漏@@电流@@@@以@@及对过电压@@瞬变的@@耐久性@@。电子熔丝@@的@@固态设计@@消除了与@@电弧@@、机械磨损@@、触点抖动@@和@@定位焊相关的@@可靠@@性问题@@。其@@不再需要用@@于@@驱动@@接触器线圈的@@节能器硬件@@。电子熔丝@@通过@@其@@可配置@@性@@、受控的@@导通@@和@@关断@@、车载诊断和@@对高@@电压@@@@瞬变的@@耐久性提高@@了系统@@级性能@@@@。

采用@@@@可复位设计@@@@，无需维修@@
电子熔丝@@采用@@@@全@@SiC设计@@，对短路的@@响应速度无与@@伦比@@@@，比@@热熔丝的@@响应速度快数百倍@@@@。由@@于@@@@这种@@特性@@@@，电子熔丝@@成@@为@@了基于@@@@热熔丝的@@保护解决方案@@对的@@自@@然补充@@。尽管@@热熔丝提供@@了稳健且@@可靠@@的@@电路@@保护@@@@，但@@它不可复位@@。它是@@一次性使@@用@@@@的@@设备@@，就@@像安全气囊里的@@火药@@。

严重情况@@下@@，热熔丝用@@作切断系统@@电源@@@@的@@安全措施@@。一旦引爆@@，就@@需要更换@@。在@@高@@压系统@@中@@更换组件并不像在@@@@12V系统@@中@@那么@@简单@@。400V或@@800V的@@系统@@电压@@远高@@于@@汽车@@行业通常@@认为@@@@安全的@@@@60V限制@@，只有合格的@@维修技术@@员才能安全地进行维修@@。幸运的@@是@@@@，由@@于@@@@具有可配置@@的@@跳闸@@特性@@@@，作为@@系统@@级配套解决方案@@的@@电子熔丝@@对过电流@@@@的@@敏感度要高@@于@@热熔丝@@，从@@而@@可确保其@@先跳闸@@@@，以@@避免触发热熔丝@@。与@@当@@今的@@解决方案@@@@相比@@@@@@@@，电子熔丝@@的@@一大优点是@@其@@可复位性@@，这可帮助电动汽车@@@@车主@@节省@@与@@车辆维修相关的@@时@@间@@@@、费用@@和@@麻烦@@。

稳健的@@直流@@电路@@保护@@@@
高@@压直流@@系统@@中@@的@@@@电路@@保护@@带来了独特的@@挑战@@。与@@交流@@系统@@不同@@@@，在@@交流@@系统@@中@@@@，过零有助于@@熄灭电弧@@，而@@直流@@系统@@则没有这样的@@过零@@。为@@了应对这一问题@@，高@@压电动汽车@@@@继电器和@@接触器包含了额外的@@复杂功能@@，以@@安全地熄灭电弧@@。然而@@@@，电弧仍然会侵蚀触点@@，导致如@@高@@接触电阻@@或@@定位焊等@@可靠@@性问题@@。

另一方面@@，电子熔丝@@能安全地断开直流@@电路@@@@，而@@不会产生电弧@@。在@@基于@@@@继电器的@@解决方案@@@@中@@造成@@电弧的@@感应能量类型@@也存在@@于@@电子熔丝@@的@@保护电路@@中@@@@，因此@@@@，电子熔丝@@解决方案@@在@@中@@断电流@@@@时@@需要吸收这种@@能量@@。

主@@要区别在@@于@@@@，电子熔丝@@的@@响应速度快@@，可将@@峰值电流@@@@降低@@@@到@@比@@传统解决方案@@低@@几个数量@@级@@。由@@于@@@@感应能量与@@电流@@@@的@@平方成@@正比@@@@@@@@，因此@@@@峰值短路电流@@@@的@@减少@@也会导致允通能量的@@显著减少@@@@。这也会减轻线路压力并减少@@潜在@@的@@下游故障负载@@。

具有可配置@@跳闸@@特性@@的@@电子熔丝@@演示器@@
图@@1给出的@@@@Microchip辅助电子熔丝@@技术@@演示器可供开发@@汽车@@高@@压电子熔丝@@或@@固态继电器的@@设计@@人员使@@用@@@@@@。六种硬件型@@号分别提供@@@@400V和@@800V选项以@@及@@10A、20A和@@30A电流@@@@额定值@@@@，支持@@评估@@RDS(on)的@@定制为@@@@15 mΩ到@@40 mΩ的@@单个@@或@@并联@@SiC MOSFET。

图@@1——Microchip的@@辅助电子熔丝@@技术@@演示器@@

电子熔丝@@的@@控制@@和@@保护电路@@由@@@@12V系统@@供电@@。演示器配有@@LIN通信接口@@，支持@@直接连接到@@@@12V电池@@，同时@@@@可通过@@@@@@LIN活动从@@睡眠模式唤醒@@，或@@者从@@控制@@模块@@的@@@@开关电池@@输出唤醒@@。

如@@图@@@@2的@@时@@间@@-电流@@@@特性@@@@（TCC）曲线所示@@@@，电子熔丝@@包括@@三种过电流@@@@检测方法@@，涵盖从@@略微过电流@@@@到@@极高@@短路电流@@@@@@。TCC曲线定义了电子熔丝@@类似熔丝的@@行为@@@@@@@@，对低@@过电流@@@@的@@响应速度慢@@，对高@@过电流@@@@的@@响应速度快@@。

它可以@@轻松调整以@@保护线路和@@负载@@。这三种检测方法可以@@通过@@软件或@@@@LIN接口轻松配置@@@@。最左@@边的@@蓝色检测方法使@@用@@@@结@@温@@估计算法来描述跳闸@@行为@@@@@@。此@@算法使@@用@@@@电流@@@@测量@@值@@、环境温度测量@@值@@、SiC MOSFET的@@RDS(on)和@@热设计@@特性@@来估计@@SiC MOSFET的@@结@@温@@@@。

响应时@@间随过电流@@@@的@@大小@@而@@变化@@。中@@间线段代@@表@@了使@@用@@@@单一电流@@@@测量@@的@@检测方法@@，其@@响应时@@间固定@@。最右@@边的@@线段代@@表@@了一种基于@@@@硬件@@，但@@可以@@通过@@软件配置@@的@@检测方法@@。这种@@方法利用@@@@了@@PIC® MCU独立于@@内@@核的@@外设@@（CIP），具体包括@@比@@较@@器@@、固定参考电压@@@@、数模转换器@@和@@配置@@为@@@@SR锁存器的@@可配置@@逻辑单元@@@@。这可确保信号传播时@@间短至@@几百纳秒以@@内@@@@，从@@而@@可以@@立即@@检测到@@短路并保护高@@压系统@@@@。

图@@2——400V、20A电子熔丝@@型@@号的@@时@@间@@@@-电流@@@@特性@@@@曲线@@

除了类似熔丝的@@行为@@@@@@外@@，电子熔丝@@还可以@@承担机电继电器的@@功能@@。如@@同继电器线圈及其@@高@@压触点彼此@@电气@@隔离一样@@，高@@压电子熔丝@@的@@控制@@信号与@@高@@压端子之间@@也有@@隔离屏障@@。电子熔丝@@拥有类似于@@继电器的@@灵活性@@，可以@@连接到@@系统@@中@@@@，作为@@为@@负@@载馈送高@@压电池@@正极的@@高@@侧@@输出@@，或@@者作为@@为@@负@@载到@@高@@压电池@@负极提供@@返回路径的@@低@@侧@@输出@@，如@@图@@@@3所示@@。

图@@3——电子熔丝@@系统@@级配置@@@@

高@@压短路性能@@@@
为@@了真正展示电子熔丝@@与@@传统@@汽车@@高@@压熔丝之间@@响应时@@间的@@差异@@，在@@450V和@@大约@@3 µH线路电感的@@相似测试@@条件@@下@@，我们让每种熔丝承受短路的@@影响@@。图@@4中@@给出了@@产生的@@波形@@。黑色波形是@@测试@@中@@流@@过高@@压熔丝的@@电流@@@@@@。在@@30 µs内@@，电流@@@@达到@@测量@@设备的@@极限@@@@3800A，并在@@@@50 µs后熔断高@@压熔丝@@。根据测试@@参数@@，峰值电流@@@@估计已超过@@6000A。然而@@@@，如@@蓝色波形所示@@@@，使@@用@@@@电子熔丝@@时@@@@，跳闸@@前的@@电流@@@@只有@@128A。这表@@示@@允通电流@@@@显著减少@@@@，最大@@程度减少@@了对接线和@@下游负载的@@压力@@。

它为@@系统@@设计@@人员提供@@了优化接线以@@减轻重量@@和@@降低@@@@成@@本@@@@的@@选项@@。在@@某些情况@@下@@，电子熔丝@@的@@低@@允通电流@@@@将@@是@@拖车状态@@（导致高@@电流@@@@@@应力的@@故障引起硬件永久损坏@@）和@@可恢复故障@@（允许系统@@自@@动复位@@，驾驶员可继续操作车辆@@）之间@@的@@@@区别@@。

图@@4——电子熔丝@@与@@高@@压熔丝的@@电流@@@@波形@@

除了电动汽车@@@@本@@身@@，如@@直流@@快速充电@@@@@@站或@@为@@充电@@站供电的@@微电网@@等@@支持@@基础设施@@也将@@从@@电子熔丝@@中@@受益@@。电子熔丝@@提供@@的@@优势@@@@不局限于@@汽车@@应用@@@@@@。

使@@用@@@@熔丝和@@接触器的@@应用@@@@@@可受益于@@探讨的@@一些@@主@@题以@@及其@@他优势@@@@，包括@@车载电流@@@@检测@@，这种@@检测可实现@@进一步的@@系统@@级集成@@和@@优化@@。非车载应用@@@@利用@@@@公共源@@和@@反串联@@SiC MOSFET配置@@，需要的@@电流@@@@能力可能比@@演示器提供@@的@@更高@@@@。幸运的@@是@@@@，设计@@扩展十分简单@@，可以@@针对公共源@@配置@@中@@提供@@的@@@@SiC电源@@@@模块@@进行调整@@。

随着@@我们对@@性能@@@@、安全性和@@可靠@@性的@@关注@@度不断提高@@@@，电子熔丝@@作为@@电路@@保护@@解决方案@@将@@不断发展@@@@，成@@为@@优先采用@@@@的@@方法@@，如@@同我们看到@@@@12V系统@@从@@熔丝和@@继电器转向@@@@保护型@@固态驱动@@器@@，最近@@又转向@@@@低@@压电子熔丝@@一样@@。

SiC FET的@@脉冲@@电流@@@@能力量化@@

judy — Thu, 30 Nov 2023 01:58:42 +0000

作者@@：Qorvo功率器件@@@@高@@级工程经理@@Pete Losee

宽带隙@@（WBG）器件@@，尤其@@是@@@@SiC FET、碳化硅@@@@JFET的@@级联和@@共封装@@硅@@@@MOSFET，正在@@引领降低@@@@半导体@@开关@@功率损耗的@@竞赛@@。这种@@安排产生了一个常关器件@@@@，带有一个简单的@@栅@@极@@驱动@@器@@和@@一个由@@@@@@“品质因数@@”组成@@的@@奖杯柜@@，击败了所有@@竞争技术@@@@。

对于@@@@给定电@@压等@@级@@的@@@@器件@@@@RDS(A)，特定的@@@@FoM是@@每单位管芯面积的@@导通@@电阻@@@@@@，它捕获了低@@静态和@@动态功率损耗以@@及经济@@性的@@组合@@。更小@@@@的@@管芯意味着每片晶圆更多器件@@@@，器件@@电容@@更低@@@@@@，从@@而@@降低@@@@开关损耗@@@@@@。到@@目前@@为@@止一切都很好@@@@，但@@较小@@的@@管芯是@@否有过度温升和@@峰值电流@@@@能力降低@@@@的@@风险@@？正如@@我们所看到@@的@@@@，恰恰相反@@@@。

SiC FET导通@@电阻@@比@@竞争器件@@高@@@@4-10倍@@

SiC FET是@@Qorvo[1] UJ4SC075005L8S的@@一种@@750V额定器件@@@@，采用@@@@TOLL封装@@，其@@RDS(A) FoM比@@Gen 4 SiC-MOSFET高@@2.2倍@@，在@@整个温度范围内@@保持不变@@。实际上@@@@，该器件@@在@@@@25°C和@@9°C时@@的@@导通@@电阻@@@@为@@@@5.4 mΩ。125°C时@@为@@@@2mΩ，比@@仅@@额定电压@@为@@@@600/650V的@@硅@@或@@@@@@SiC MOSFET和@@GaN HEMT电池@@低@@@@4到@@10倍@@。

为@@了利用@@@@这种@@超低@@电阻@@@@，使@@其@@转化为@@高@@电流@@@@@@额定值@@@@@@，TOLL封装@@中@@@@Qorvo的@@SiC FET使@@用@@@@银烧结@@管芯连接和@@先进的@@@@晶圆减薄技术@@@@，从@@结@@到@@外壳的@@热阻@@@@仅@@为@@@@@@0.1°C/W。此@@外@@，SiC器件@@的@@@@最高@@结@@温@@为@@@@175°C，而@@硅@@通常@@为@@@@150°C。因此@@@@，单个@@器件@@可以@@连续通过@@@@80A，固定在@@适度的@@@@0.58°C/W散热器@@上@@@@，结@@温@@度为@@@@175°C，环境温度为@@@@85°C。这是@@一个@@TOLL封装@@，占位面积只有@@9.8mm x 11.65mm，高@@2.3 mm。

SiC FET峰值电流@@@@额定值@@@@远高@@于@@连续额定值@@@@

SiC器件@@及其@@额定电流@@@@的@@@@TJ(Max)值是@@由@@@@所使@@用@@@@的@@封装@@@@有效设置的@@@@——碳化硅@@@@作为@@一种材料@@实际上@@@@能够安全工作到@@超过@@500°C。即@@使@@我们将@@级联@@SiC FET的@@JFET中@@的@@@@瞬态最大@@值限制@@在@@@@175°C，当@@从@@较低@@的@@@@温度开始时@@@@，显然@@有可能处理连续额定值@@许多倍@@的@@峰值电流@@@@@@@@。给定峰值电流@@@@的@@时@@间@@限制@@由@@管芯的@@热容量及其@@与@@内@@部铜引线@@框的@@直接连接来设置@@，并且@@@@可以@@通过@@特定管芯和@@封装@@的@@@@瞬态热阻@@抗图@@来表@@征@@。图@@1给出了@@Qorvo UJ4SC075005L8S器件@@的@@@@值@@。

图@@1：Qorvo器件@@UJ4SC07500L8S的@@瞬态热阻@@抗与@@脉冲@@宽度和@@占空比@@@@

例如@@@@，从@@图@@中@@可以@@看出@@，单个@@100µs脉冲@@将@@导致结@@温@@的@@瞬时@@升高@@@@，每瓦功率耗散约@@0.015°C，而@@如@@果@@相同脉冲@@以@@@@50%的@@占空比@@重复@@，则会持续升高@@至@@约@@0.07°C/W。在@@大约@@10ms的@@脉冲@@持续时@@间下@@，热阻@@抗趋向@@于@@稳态值@@，且@@在@@@@超过@@1秒的@@持续时@@间内@@@@，占空比@@小@@于@@@@@@50%的@@脉冲@@可以@@被视为@@单独的@@事件@@，因为@@@@结@@在@@脉冲@@之间@@完全冷却了@@。

对示例器件@@@@UJ4SC075005L8S的@@实际意义如@@图@@@@@@2所示@@。在@@这种@@情况@@下@@，器件@@外壳被焊接到@@@@PCB上@@的@@@@铜平面@@上@@@@，铜热过孔穿过保持在@@@@50°C的@@背面铝散热器@@@@，由@@绝缘热界面材料@@@@（TIM）隔开@@，增加了一些@@热阻@@@@。在@@这种@@安排中@@@@，连续额定电流@@@@为@@@@89A，但@@在@@结@@达到@@@@175°C之前@@，500µs的@@单脉冲@@@@可以@@处理高@@达@@@@588A的@@峰值电流@@@@@@。该图@@显示了@@脉冲@@电流@@@@的@@中@@间值和@@允许的@@持续时@@间@@。可以@@看到@@@@，电流@@@@脉冲@@后具有多个热时@@间常数的@@结@@冷却@@，以@@及大约@@1秒的@@总@@体最坏情况@@下的@@加热和@@冷却时@@间@@，之后的@@脉冲@@可以@@被视为@@单个@@事件@@。

图@@2：UJ4SC075005L8S在@@175°C的@@最大@@结@@温@@下的@@实际峰值电流@@@@能力与@@时@@间和@@脉冲@@宽度@@

在@@对大型@@散热器@@具有较小@@界面热阻@@的@@其@@他条件@@下@@，受内@@部接合线的@@限制@@@@，器件@@的@@@@最大@@连续电流@@@@可高@@达@@@@120A。

SiC FET与@@Si-MOSFET的@@比@@较@@@@

结@@果看起来不错@@，但@@与@@目前@@用@@于@@低@@功率固态断路器@@的@@硅@@@@MOSFET相比@@@@如@@何@@？保险丝和@@其@@他处理浪涌电流@@@@的@@器件@@@@通常@@采用@@@@@@“I2t”额定值@@，在@@TOLL封装@@中@@@@，SiC FET比@@Si MOSFET好@@8倍@@左@@右@@@@@@。图@@3显示了@@在@@与@@图@@@@2相同的@@物理布置中@@的@@@@比@@较@@@@@@，我们的@@示例@@SiC FET在@@500µs内@@承受@@588A，而@@Si MOSFET额定值@@仅@@为@@@@约@@200A，“I2t”差为@@@@8.6倍@@。

图@@3：SiC FET和@@Si MOSFET之间@@的@@@@“I2t”额定值@@比@@较@@@@

高@@峰值额定电流@@@@的@@进一步优势@@@@

显然@@，在@@任何应用@@@@中@@@@@@，SiC FET优越的@@脉冲@@电流@@@@额定值@@@@都能在@@过载条件@@下提供@@更好@@的@@安全裕度@@，但@@还有其@@他优点@@：SiC FET特别适用@@于@@@@具有电感负载的@@功率@@转换电路@@@@，其@@中@@@@电压@@过冲是@@不可避免的@@@@。该器件@@具有强@@大@@的@@雪崩@@能力@@，在@@UJ4SC075005L8S的@@情况@@下@@为@@@@316 mJ/单脉冲@@@@。此@@外@@，在@@人工智能@@@@、机器学习和@@流@@媒体等@@数据密集型@@应用@@@@的@@驱动@@下@@，服务器@@和@@类似应用@@@@中@@@@的@@板载@@DC/DC转换器@@越来越需要以@@较小@@的@@尺寸@@@@提供@@高@@峰值额定功率@@。

现在@@@@，转换器@@的@@设计@@通常@@假设结@@温@@将@@被驱动@@到@@其@@最大@@值@@，并且@@@@在@@@@某些占空比@@下@@，所经历的@@峰值电流@@@@@@可能更高@@@@。结@@温@@信息由@@传感器@@和@@预测@@算法使@@用@@@@数字控制@@@@（通常@@通过@@@@PMBus）反馈@@，以@@向@@负载提供@@必要的@@@@“节流@@@@”指令@@，以@@避免开关接点超过其@@绝对@@最大@@值@@。同样@@，SiC FET提供@@的@@高@@裕度提供@@了对电源@@@@系统@@的@@可靠@@性和@@寿命的@@信心@@。

在@@这些@@和@@类似的@@应用@@@@@@中@@@@，SiC FET的@@高@@峰值电流@@@@额定值@@@@可以@@潜在@@地减少@@对多个并联器件@@的@@@@需求@@，从@@而@@相应地节省@@器件@@成@@本@@@@和@@@@板面积@@。

固态断路器@@受益于@@高@@峰值电流@@@@耐受@@

固态断路器@@专门用@@于@@对高@@故障电流@@@@作出反应@@，SiC FET和@@JFET因其@@低@@电压@@降而@@越来越多地被使@@用@@@@@@，以@@取代@@@@@@IGBT，尤其@@是@@@@在@@@@较低@@电流@@@@水平下@@。然而@@@@，故障电流@@@@仍然可能非常高@@@@，SiC FET的@@峰值电流@@@@@@额定值@@是@@一个好@@处@@，它增加了鲁棒性@@，并允许过电流@@@@检测电路@@在@@反应前加入更长的@@延迟@@，使@@其@@更不受@@“干扰@@”触发的@@影响@@。

结@@论@@

在@@需要高@@功率密度@@和@@峰值负载处理的@@现代@@功率转换应用@@@@中@@@@@@，峰值电流@@@@额定值@@@@为@@数百安培@@的@@小@@型@@@@SiC FET是@@理想的@@组件@@。指标显示@@，这些@@器件@@明显优于@@同一电压@@等@@级@@中@@的@@@@@@GaN和@@Si或@@SiC MOSFET器件@@。在@@Qorvo网@@站@@上@@可以@@看到@@@@所描述的@@器件@@@@@@，以@@及适用@@于@@@@各种应用@@@@的@@各种替代@@器件@@@@。

本@@文转载自@@@@：PSD功率系统@@设计@@微信公众号@@@@

基本@@半导体@@@@推出应用@@@@于@@新能源@@汽车@@的@@@@Pcore™2 DCM碳化硅@@@@MOSFET模块@@

judy — Mon, 27 Nov 2023 02:07:15 +0000

采用@@@@沟槽型@@@@碳化硅@@@@@@MOSFET芯片@@的@@低@@导通@@电阻@@@@转模型@@@@功率模块@@@@@@

汽车@@级@@DCM碳化硅@@@@MOSFET系列@@模块@@@@PcoreTM2是@@基本@@半导体@@@@专为@@新能源@@汽车@@主@@驱逆变器@@应用@@@@设计@@的@@一款高@@功率密度@@的@@碳化硅@@@@功率模块@@@@@@。

该产品@@为@@业内@@主@@流@@@@DCM封装@@模块@@@@，采用@@@@先进的@@@@有压型@@银烧结@@工艺@@和@@高@@性能@@粗铜线键合技术@@@@，使@@用@@@@氮化硅@@@@AMB陶瓷基板@@@@，以@@及直接水冷的@@@@@@PinFin结@@构@@。产品@@具有低@@动态损耗@@、低@@导通@@电阻@@@@、高@@阻断电压@@@@、高@@电流@@@@@@密度@@@@、高@@可靠@@性@@等@@特点@@，可支持@@连续运行@@峰值结@@温@@至@@@@175℃，以@@及具备@@650Arms以@@上@@@@连续峰值相电流@@@@输出@@。

产品@@特点@@

沟槽型@@@@、低@@RDS(on) 碳化硅@@@@MOSFET芯片@@

双面有压型@@银烧结@@@@

DTS（Die Top System）连接系统@@@@

高@@密度@@铜线绑定技术@@@@

高@@性能@@氮化硅@@@@AMB陶瓷板@@

直接水冷的@@@@PinFin结@@构@@

更低@@@@的@@@@热阻@@@@@@Rth(j-f)<0.09 K/W

应用@@@@优势@@@@

低@@开关损耗@@@@

低@@杂散电感@@

高@@输出功率密度@@@@

工作结@@温@@高@@达@@@@175℃(连续运行@@)

适配主@@驱逆变器@@应用@@@@优化特性@@@@

多种芯片@@并联组合形式@@

高@@可靠@@性@@

应用@@@@领域@@

新能源@@乘用@@车@@、商用@@车等@@的@@电力驱动@@系统@@@@

燃料电池@@能源@@转换系统@@@@

产品@@列表@@@@

关于@@@@基本@@半导体@@@@@@

深圳基本@@半导体@@@@有限公司@@是@@中@@国第@@三代@@@@半导体@@创新企业@@@@，专业从@@事碳化硅@@@@功率器件@@@@@@的@@研发与@@产业化@@。公司@@总@@部位于@@深圳@@，在@@北京@@、上@@海@@、无锡@@、香港以@@及日本@@名古屋设有研发中@@心和@@制造@@基地@@。公司@@拥有一支国际化的@@研发团队@@，核心成@@员包括@@二十余位来自@@@@清华大学@@、中@@国科学院@@、英国剑桥大学@@、德国亚琛工业@@大学@@、瑞士联邦理工学院等@@国内@@外知名高@@校及研究机构的@@博士@@@@。

基本@@半导体@@@@掌握碳化硅@@@@核心技术@@@@，研发覆盖碳化硅@@@@功率半导体@@的@@材料@@制备@@、芯片@@设计@@@@、晶圆制造@@@@、封装@@测试@@@@、驱动@@应用@@@@等@@产业链关键环节@@，拥有知识产权两百余项@@，核心产品@@包括@@碳化硅@@@@二极管@@@@和@@@@MOSFET芯片@@、汽车@@级@@碳化硅@@@@功率模块@@@@@@、功率器件@@@@驱动@@芯片@@等@@@@，性能@@达到@@国际先进水平@@，服务于@@光伏@@储能@@、电动汽车@@@@、轨道交通@@、工业@@控制@@@@、智能电网@@等@@领域的@@全球@@数百家客户@@。

基本@@半导体@@@@承担了国家工信部@@、科技部及广东省@@、深圳市@@的@@数十项研发及产业化项目@@，与@@深圳清华大学研究院共建第@@三代@@@@半导体@@材料@@与@@器件@@研发中@@心@@，是@@国家@@5G中@@高@@频@@器件@@创新中@@心股东单位之一@@，获批中@@国科协产学研融合技术@@创新服务体系第@@三代@@@@半导体@@协同创新中@@心@@、广东省第@@三代@@@@半导体@@碳化硅@@@@功率器件@@@@@@工程技术@@研究中@@心@@。

通过@@碳化硅@@@@@@ TOLL 封装@@开拓人工智能@@计算的@@前沿@@

judy — Mon, 20 Nov 2023 02:25:51 +0000

Wolfspeed 采用@@@@ TOLL 封装@@的@@@@碳化硅@@@@@@ MOSFET 产品@@组合丰富@@，提供@@优异的@@散热@@，极大简化了热管理@@@@。

近些年@@来@@，人工智能@@（AI）的@@蓬勃发展@@推动了芯片@@组技术@@的@@新进步@@。与@@传统@@ CPU 相比@@@@，现在@@@@的@@芯片@@组功能更强@@大@@@@，运行更高@@效@@@@@@，但@@功率消耗也更高@@@@。功率消耗的@@急剧攀升为@@系统@@设计@@人员带来了难题@@，他们正在@@努力设计@@既能在@@更小@@@@的@@空间内@@提供@@更大功率@@，又能保证效率@@和@@可靠@@性的@@电源@@@@@@。

Wolfspeed 的@@新型@@@@@@ C3M0025065L 25 mΩ 碳化硅@@@@ MOSFET（图@@ 1）为@@现代@@服务器@@电源@@@@面临的@@功率@@消耗难题提供@@了理想的@@解决方案@@@@@@。

图@@ 1：C3M0025065L 的@@封装@@@@背面有一块很大的@@金属@@片@@，并设计@@有单独的@@驱动@@器源@@极@@引脚@@@@（来源@@@@：Wolfspeed）。

C3M0025065L 采用@@@@符合@@@@ JEDEC 标准@@的@@@@ TO 无引线@@@@（TOLL）封装@@，与@@采用@@@@诸如@@@@ D2PAK 等@@封装@@的@@@@同类表@@面贴装器件@@@@（SMD）相比@@@@，其@@尺寸@@小@@@@ 25%，高@@度低@@@@ 50%。更小@@@@的@@尺寸@@@@@@可以@@使@@热阻@@最多降低@@@@@@ 20%，从@@而@@为@@整个系统@@带来成@@本@@@@@@、空间和@@重量@@优势@@@@。此@@外@@，TOLL 封装@@的@@@@电感比@@诸如@@@@ D2PAK 等@@其@@他@@ SMD 更低@@@@，如@@图@@@@ 2 所示@@，该封装@@的@@@@背面有一块更大的@@金属@@片@@，因此@@@@焊接到@@@@ PCB 上@@可以@@更好@@地散热@@。

图@@ 2：TOLL 与@@ D2PAK 的@@金属@@片面积尺寸@@对比@@@@（来源@@@@：Wolfspeed）。

表@@ 1 展示了@@人工智能@@芯片@@组如@@何会产生数百瓦的@@功率@@消耗@@，以@@及如@@何将@@功率提供@@要求提高@@到@@@@超过@@ 3.5 kW。此@@外@@，这些@@电源@@@@需要符合@@@@ Titanium 80+ 标准@@，该标准@@要求电源@@@@使@@用@@@@的@@输入@@不论是@@@@ 230 VAC 还是@@@@ 115 VAC，在@@负载为@@@@ 50% 和@@ 100% 时@@的@@最低@@效率@@分别应达到@@@@ 92% 和@@ 90%。

使@@用@@@@ C3M0025065L，设计@@人员可以@@运用@@图@@腾柱@@ PFC 实现@@ 0.95 的@@最低@@功率因数@@，并符合@@@@ Titanium 80+ 标准@@。该拓扑结@@构@@@@在@@推挽配置@@中@@使@@用@@@@两个开关@@，凭借@@零反向@@恢复电流@@@@@@、低@@封装@@电感以@@及更宽的@@输入@@电压@@范围能提供@@高@@效@@率@@@@和@@低@@@@ EMI。

表@@ 1：顶尖人工智能@@@@ GPU 的@@功率@@消耗不断攀升@@。

Wolfspeed 采用@@@@ TOLL 封装@@的@@@@碳化硅@@@@@@ MOSFET 产品@@组合丰富@@，能提供@@优异的@@散热@@@@，极大简化了热管理@@@@，即@@便在@@严苛的@@条件@@下也是@@如@@此@@@@。节省@@空间的@@@@ TOLL 封装@@可实现@@更为@@紧凑和@@精简的@@设计@@@@，是@@ Wolfspeed 继续突破碳化硅@@@@器件@@@@现场工作超@@ 10 万亿小@@时@@@@（并在@@@@不断增加@@）记录的@@最新器件@@之一@@。

您可在@@@@ Wolfspeed.com 上@@或@@通过@@您当@@地的@@授权经销商获取新型@@@@@@ C3M0025065L 的@@样品@@。如@@需了解@@@@ Wolfspeed 如@@何与@@遍布全球@@的@@电源@@@@设计@@@@人员开展合作的@@更多信息@@，敬请访问@@@@@@ https://www.wolfspeed.com/applications/power/industrial/server-power-sup...。

英文原文@@，敬请访问@@@@@@：
https://www.powerelectronicsnews.com/enabling-the-ai-computing-frontier-...

关于@@@@ Wolfspeed, Inc.
Wolfspeed（美国@@纽约证券交易所上@@市@@代@@码@@: WOLF）引领碳化硅@@@@@@（SiC）技术@@在@@全球@@市@@场的@@采用@@@@@@。我们为@@高@@效@@能源@@节约和@@可持续未来@@提供@@业界领先的@@解决方案@@@@@@@@。Wolfspeed 产品@@家族包括@@了@@ SiC 材料@@、功率器件@@@@，针对电动汽车@@@@@@、快速充电@@@@、可再生能源@@@@和@@储能等@@多种应用@@@@@@。我们通过@@勤勉工作@@、合作以@@及对于@@@@创新的@@@@热情@@，开启更多可能@@。了解@@更多详情@@，敬请访问@@@@@@ www.wolfspeed.com。

Nexperia与@@KYOCERA AVX Salzburg合作为@@功率应用@@@@生产@@650 V碳化硅@@@@整流@@二极管@@@@模块@@@@

judy — Mon, 06 Nov 2023 09:35:45 +0000

双方就@@@@SiC模块@@的@@@@合作进一步提升@@了模块@@紧凑度和@@功率密度@@@@

基础半导体@@器件@@领域的@@高@@产能生产专家@@Nexperia今日宣布@@与@@国际著名的@@先进电子器件@@供应商@@@@KYOCERA AVX Components (Salzburg) GmbH建立合作关系@@，共同生产新的@@@@650 V、20 A碳化硅@@@@（SiC）整流@@器@@模块@@@@，适用@@于@@@@3 kW至@@11 kW功率堆栈设计@@的@@高@@频@@电源@@@@应用@@@@@@，以@@满足@@工业@@电源@@@@@@、EV充电@@站和@@板载充电@@器@@等@@应用@@@@的@@需要@@。此@@次发布将@@进一步加深双方长期以@@来@@保持的@@紧密合作关系@@。

制造@@商对下一代@@功率应用@@@@的@@关键需求是@@节省@@空间和@@减轻重量@@@@。这款@@新型@@@@的@@@@SiC整流@@二极管@@@@模块@@尺寸@@小@@巧@@，减少@@了在@@电路@@板上@@需要的@@空间@@，有助于@@尽可能提高@@功率密度@@@@，降低@@@@总@@体系统@@成@@本@@@@@@。通过@@结@@合使@@用@@@@顶部散热@@(TSC)和@@负温度系数@@(NTC)传感器@@优化了热性能@@@@，NTC会监控器件@@温度@@，并为@@设备或@@系统@@级预测@@和@@诊断提供@@实时@@反馈@@@@。该整流@@二极管@@@@模块@@采用@@@@@@低@@电感封装@@@@，以@@实现@@高@@频@@操作@@，并且@@@@经过验证@@，可以@@在@@@@高@@达@@@@175℃的@@结@@温@@@@下工作@@@@。

Nexperia SiC产品@@部高@@级总@@监@@Katrin Feurle表@@示@@：“Nexperia和@@KYOCERA AVX在@@此@@次合作中@@@@，将@@顶尖的@@碳化硅@@@@半导体@@与@@一流@@的@@模块@@封装@@技术@@相结@@合@@，将@@使@@@@Nexperia能够更好@@地满足@@市@@场对极高@@功率密度@@的@@电力电子产品@@的@@需求@@。这款@@整流@@二极管@@@@模块@@的@@@@发布是@@@@Nexperia与@@KYOCERA AVX就@@SiC达成@@长期合作迈出的@@第@@一步@@。”

KYOCERA AVX Components传感与@@控制@@部门副总@@裁@@Thomas Rinschede表@@示@@：“我们很高@@兴进一步深化与@@@@Nexperia成@@功的@@合作关系@@，携手为@@功率电子@@应用@@@@生产碳化硅@@@@模块@@@@。Nexperia在@@制造@@方面的@@专业技术@@加上@@@@KYOCERA在@@模块@@方面的@@专业知识@@，为@@寻求更高@@功率密度@@并想要使@@用@@@@宽禁带半导体@@技术@@的@@客户带来了无法抗拒的@@产品@@@@。”

Nexperia预计@@将@@于@@@@2024年@@第@@一季度提供@@新款@@SiC整流@@二极管@@@@模块@@的@@@@样品@@。
欲了解@@有关@@@@@@Nexperia SiC二极管@@产品@@的@@更多信息@@@@，请访问@@@@：www.nexperia.cn/sic_diodes。
有关@@SiC整流@@二极管@@@@模块@@的@@@@更多信息@@，请联系@@您的@@@@Nexperia或@@Kyocera AVX销售代@@表@@@@。

关于@@@@Nexperia

Nexperia总@@部位于@@荷兰@@，是@@一家在@@欧洲拥有丰富悠久发展@@历史的@@全球@@性半导体@@公司@@@@，目前@@在@@欧洲@@、亚洲和@@美国@@共有@@15,000多名员工@@。作为@@基础半导体@@器件@@开发@@@@和@@生产的@@领跑者@@，Nexperia的@@器件@@@@被广泛应用@@@@于@@汽车@@@@、工业@@、移动和@@消费@@等@@多个应用@@@@领域@@@@，几乎为@@世界上@@所有@@电子设计@@的@@基本@@功能提供@@支持@@@@。

Nexperia为@@全球@@客户提供@@服务@@，每年@@的@@产品@@出货量超过@@1,000亿件@@。这些@@产品@@在@@效率@@@@（如@@工艺@@@@、尺寸@@、功率及性能@@@@）方面成@@为@@行业基准@@，获得广泛认可@@。Nexperia拥有丰富的@@@@IP产品@@组合和@@持续扩充的@@产品@@范围@@，并获得了@@IATF 16949、ISO 9001、ISO 14001和@@ISO 45001标准@@认证@@，充分体现了公司@@对于@@@@创新@@、高@@效@@、可持续发展@@和@@满足@@行业严苛要求的@@坚定承诺@@。

KYOCERA AVX简介@@

KYOCERA AVX是@@全球@@领先的@@先进电子器件@@制造@@@@商@@，旨在@@加速技术@@创新@@，打造更美好@@的@@未来@@@@@@。作为@@以@@共享资源@@@@和@@技术@@专业知识为@@宗旨的@@@@KYOCERA Corporation的@@全资子公司@@@@，KYOCERA AVX在@@全球@@超过@@15个国家或@@地区拥有数十家研发和@@制造@@工厂@@，汇聚了产品@@创新@@、器件@@质量@@、客户服务等@@各领域的@@出色人才@@，旨在@@通过@@科技创造更美好@@的@@未来@@@@@@。KYOCERA AVX设计@@、开发@@、制造@@并供应技术@@先进的@@@@电容@@器@@、天线@@、互连产品@@@@、电路@@保护@@和@@计时@@装置@@、传感器@@、控制@@器@@、滤波器@@、熔断器@@、二极管@@、电阻@@器@@、耦合器和@@电感器@@，并针对国际@@5G、物联网@@@@、航空航天@@、汽车@@、消费@@电子@@、工业@@、医疗和@@军事市@@场进行了优化@@。

SiC主@@驱逆变器@@让电动汽车@@@@延长@@5%里程的@@秘诀@@

judy — Tue, 24 Oct 2023 06:43:16 +0000

本@@文作者@@@@：安森美@@汽车@@主@@驱解决方案@@高@@级产品@@线经理@@ Jonathan Liao

不断增长的@@消费@@需求@@、持续提高@@的@@环保意识@@/环境法规约束@@，以@@及越来越丰富的@@可选方案@@，都在@@推动着人们选用@@电动汽车@@@@@@ (EV)，令电动汽车@@@@日益普及@@。高@@盛近期的@@一项研究显示@@，到@@ 2023 年@@，电动汽车@@@@销量将@@占全球@@汽车@@销量的@@@@ 10%；到@@ 2030 年@@，预计@@将@@增长至@@@@ 30%；到@@ 2035 年@@，电动汽车@@@@销量将@@有可能占全球@@汽车@@销量的@@一半@@@@。然而@@@@，“里程焦虑@@”，也就@@是@@担心充一次电后行驶里程不够长@@，则是@@影响电动汽车@@@@普及的@@主@@要障碍之一@@。克服这一问题的@@关键是@@在@@不显著增加成@@本@@@@的@@情况@@下@@延长车辆行驶里程@@。本@@文阐述了如@@何在@@主@@驱逆变器@@中@@使@@用@@@@碳化硅@@@@@@@@ (SiC) 金属@@氧化物半导体@@场效应晶体管@@@@ (MOSFET) 将@@电动汽车@@@@的@@续航里程延长多达@@ 5%。另外@@，文中@@还讨论了@@为@@什么@@一些@@原始设备制造@@商@@ (OEM) 不愿意从@@硅@@基@@绝缘栅@@双极晶体管@@@@ (IGBT) 过渡到@@@@ SiC 器件@@，以@@及安森美@@@@ (onsemi) 为@@缓解@@ OEM 的@@担忧同时@@@@提升@@@@ OEM 对这种@@成@@熟的@@宽禁带半导体@@技术@@的@@信心所做的@@努力@@。

1. 汽车@@主@@驱逆变器@@设计@@趋势@@

电动汽车@@@@中@@的@@@@主@@驱@@（主@@）逆变器@@将@@直流@@电池@@电压@@转换为@@交流@@电压@@@@，从@@而@@满足@@电动牵引电机对交流@@电压@@的@@需求@@，令其@@能够顺利驱动@@车辆@@。主@@驱逆变器@@设计@@的@@最新趋势包括@@@@：

增加功率@@：逆变器@@的@@功率@@输出越大@@@@，车辆加速越快@@，对驾驶员的@@响应也越快@@。

效率@@最大@@化@@：最大@@限度地减少@@逆变器@@消耗的@@电量@@，以@@增加用@@来驱动@@车辆的@@功率@@@@。

提高@@电压@@@@@@：直到@@最近@@@@，400V 电池@@一直都是@@电动汽车@@@@中@@最常见的@@规格@@@@，但@@汽车@@行业正在@@向@@@@ 800V 发展@@，以@@减小@@电流@@@@@@、电缆厚度@@和@@重量@@@@。为@@此@@@@，电动汽车@@@@中@@的@@@@主@@驱@@逆变器@@必须能够处理这种@@更高@@的@@电压@@@@并使@@用@@@@合适的@@组件@@。

减轻重量@@和@@尺寸@@@@：与@@硅@@基@@@@ IGBT 相比@@@@，SiC 具有更高@@的@@@@功率密度@@@@ (kW/kg)。更高@@的@@功率@@密度@@有助于@@减小@@系统@@尺寸@@@@@@（kW/L），减轻主@@驱逆变器@@的@@重量@@@@，同时@@@@减少@@电机的@@负载@@。车辆重量@@降低@@@@有助于@@在@@使@@用@@@@相同电池@@的@@情况@@下@@延长车辆的@@行驶里程@@，同时@@@@减小@@传动系统@@的@@体积@@，增加乘员和@@后备箱的@@可用@@@@空间@@。

图@@ 1：电动汽车@@@@主@@驱逆变器@@设计@@的@@最新趋势@@

2. SiC 相对于@@@@硅@@的@@优势@@@@@@

与@@硅@@相比@@@@@@，碳化硅@@@@在@@材料@@特性@@方面具有多种优势@@@@，因而@@成@@为@@主@@驱逆变器@@设计@@的@@更优选择@@。首先@@是@@它的@@物理硬度@@，达到@@了@@ 9.5 莫氏硬度@@，而@@硅@@为@@@@ 6.5 莫氏硬度@@，所以@@@@碳化硅@@@@更适合@@高@@压烧结@@并具有更高@@的@@@@机械完整性@@。再者@@，碳化硅@@@@的@@热导率@@@@ (4.9W/cm.K) 是@@硅@@@@ (1.15 W/cm.K) 的@@四倍@@多@@@@，这意味着@@它可以@@更有效地传递热量从@@而@@在@@更高@@温度下可靠@@运行@@。最后@@，碳化硅@@@@的@@击穿电压@@@@（2500kV/cm）是@@硅@@@@（300kV/cm）的@@ 8 倍@@多@@，而@@且@@@@它具有宽带隙@@性质@@，能够更快@@地导通@@和@@关断@@，因而@@成@@为@@电动汽车@@@@日益升高@@的@@电压@@@@@@ (800V) 架构的@@更优选择@@，同时@@@@更宽的@@带隙电压@@意味着它的@@损耗比@@硅@@更低@@@@@@。

3. 消解厂商对于@@@@采用@@@@@@ SiC 的@@顾虑@@

尽管@@ SiC 具有明显的@@优势@@@@@@，但@@一些@@汽车@@@@ OEM 厂商还是@@@@迟迟不肯放弃更传统的@@硅@@基@@开关器件@@@@，例如@@@@用@@于@@主@@驱逆变器@@的@@@@ IGBT。OEM 厂商不愿采用@@@@@@ SiC 的@@原因@@包括@@@@：

认为@@@@ SiC 是@@一种尚未成@@熟的@@技术@@@@@@

觉得@@ SiC 难以@@实施@@

以@@为@@@@ SiC 没有适合@@主@@驱应用@@@@的@@封装@@@@@@

认为@@@@ SiC 的@@供应不如@@硅@@基@@器件@@便利@@

觉得@@ SiC 比@@ IGBT 更贵@@

下文将@@从@@多个角度说@@明为@@什么@@上@@述看法缺少根据@@，以@@及为@@什么@@@@ OEM 应该有信心在@@电动@@汽车@@@@主@@驱逆变器@@中@@使@@用@@@@@@ SiC。

4. 证明@@ SiC 可提高@@主@@驱逆变器@@效率@@@@

提升@@ OEM 信心的@@第@@一步是@@展示在@@主@@驱逆变器@@设计@@中@@使@@用@@@@@@ SiC 可实现@@的@@明显性能@@优势@@@@。我们使@@用@@@@电路@@设计@@软件对安森美@@的@@@@@@NVXR17S90M2SPB(1.7mΩ Rdson)和@@ NVXR22S90M2SPB(2.2mΩ Rdson) EliteSiC Power 900 V 六组功率模块@@@@进行了仿真@@，并将@@其@@性能@@与@@@@ 820 A VE-Trac Direct IGBT（同样@@来自@@@@安森美@@@@）进行了比@@较@@@@。主@@驱逆变器@@设计@@的@@仿真结@@果表@@明@@：

对于@@@@ 10KHz 开关频率下@@ 450V 直流@@母线@@电压@@@@和@@@@ 550Arms 功率传输@@，在@@相同散热条件@@下@@，SiC 模块@@的@@@@ Tvj（结@@温@@）(111°C) 比@@ IGBT (142°C) 低@@ 21%。

与@@ IGBT 相比@@@@，NVXR17S90M2SPB 的@@平均开关损耗@@降低@@@@了@@ 34.5%，NVXR22S90M2SPB 的@@平均开关损耗@@则降低@@@@了@@ 16.3%。

与@@基于@@@@@@ IGBT 的@@设计@@相比@@@@@@，使@@用@@@@ NVXR17S90M2SPB 实施的@@全主@@驱逆变器@@设计@@的@@总@@体损耗降低@@@@了@@ 40% 以@@上@@@@，使@@用@@@@ NVXR22S90M2SPB 时@@功率损耗则降低@@@@了@@ 25%。

虽然@@这些@@改进针对的@@是@@主@@驱逆变器@@@@，但@@它们可以@@使@@电动汽车@@@@整体能效提高@@@@ 5%，从@@而@@使@@续航里程延长@@ 5%。例如@@@@，配备@@ 100kW 电池@@、续航里程为@@@@ 500 公里@@的@@电动汽车@@@@@@@@，如@@果@@使@@用@@@@@@基于@@@@安森美@@@@ EliteSiC 功率模块@@@@的@@主@@驱逆变器@@@@，那么@@它的@@行驶里程则可达@@@@ 525 公里@@。值得注@@意的@@是@@@@，在@@此@@类主@@驱逆变器@@中@@使@@用@@@@@@ SiC 的@@成@@本@@@@也将@@比@@硅@@@@ IGBT 低@@ 5%。

5. 更高@@的@@功率@@传输@@@@

对于@@@@考虑放弃@@ IGBT 的@@ OEM 而@@言@@，安森美@@提供@@了具有类似尺寸@@的@@@@ SiC 模块@@，不但@@便于@@集成@@@@，而@@且@@@@还简化了实施过程@@，无需对制造@@流@@程进行任何更改@@。此@@外@@，SiC 模块@@还具有在@@相同结@@温@@下提供@@更高@@功率的@@额外优势@@@@。例如@@@@，NVXR17S90M2SPB 可提供@@@@ 760Arms，而@@ IGBT (Tvj =150°C) 只能提供@@@@ 590Arms，前者比@@后者增加了@@ 29% 的@@功率@@。此@@外@@，安森美@@将@@@@ SiC 芯片@@烧结@@在@@直接键合铜@@板上@@@@，使@@器件@@结@@点和@@冷却剂之间@@的@@@@热阻@@@@降低@@@@多达@@ 20%（Rth 结@@点到@@流@@体@@ = 0.08ºC/W）。

图@@ 2：安森美@@的@@@@ SiC 封装@@具有出色的@@@@低@@热阻@@@@

采用@@@@先进互连技术@@的@@压铸模封装@@进一步提高@@了@@ SiC 模块@@的@@@@高@@功率密度@@@@，并且@@@@具有低@@杂散电感@@@@（对于@@@@高@@速开关效率@@非常重要@@），而@@且@@@@更高@@的@@开关频率@@有助于@@减小@@系统@@中@@一些@@无源@@组件的@@尺寸@@@@和@@重量@@@@。此@@外@@，这种@@封装@@类型@@具有多种工作温度选项@@（最高@@达@@@@ 200°C），可降低@@@@@@ OEM 的@@散热要求@@，并有望采用@@@@更小@@@@的@@泵进行热管理@@@@。

6. 在@@更广泛的@@架构中@@改用@@@@ SiC

随着@@电动汽车@@@@电池@@电压@@的@@增加@@@@，我们可以@@在@@@@@@维持相同功率输出的@@情况@@下@@减小@@电流@@@@@@。从@@系统@@层面而@@言@@@@，这意味着@@汽车@@中@@的@@@@电缆将@@变得更细@@。转向@@@@ SiC 将@@变得越来越合理@@，因为@@@@ SiC 器件@@产生的@@热量比@@硅@@基@@器件@@更少@@，可实现@@更高@@的@@功率@@@@密度@@@@@@，不仅@@是@@在@@主@@驱逆变器@@中@@@@，而@@且@@@@在@@@@更广泛的@@电动汽车@@@@@@架构中@@也能发挥巨大作用@@@@。

7. 安森美@@消除@@ OEM 对于@@@@ SiC 供应的@@担忧@@

安森美@@投入巨资打造全整合且@@成@@熟的@@@@ SiC 供应链@@和@@生态系统@@@@，包括@@晶圆外延@@和@@@@ 150mm 制造@@（计划向@@@@200mm发展@@），涉及分立产品@@@@、集成@@电路@@器件@@@@、模块@@和@@参考应用@@@@设计@@@@。经过十多年@@的@@发展@@@@，安森美@@积累了深厚的@@专业知识@@，可以@@帮助汽车@@@@ OEM 厂商消除对于@@@@转用@@@@ SiC 的@@各种担忧@@。

文章@@来源@@@@@@：安森美@@

一文读懂碳化硅@@@@设计@@中@@的@@@@热管理@@@@

judy — Mon, 23 Oct 2023 02:26:35 +0000

随着@@我们寻求更强@@大@@@@、更小@@@@型@@的@@电源@@@@解决方案@@@@，碳化硅@@@@ (SiC) 等@@宽禁带@@ (WBG) 材料@@变得越来越流@@行@@，特别是@@在@@@@一些@@具有挑战性的@@应用@@@@@@领域@@@@，如@@汽车@@驱动@@系统@@@@、直流@@快速充电@@@@@@、储能电站@@、不间断电源@@@@@@和@@太阳能@@发电@@。

这些@@应用@@@@有一点非常相似@@，它们都需要逆变器@@@@（图@@ 1）。它们还需要紧凑且@@高@@能效的@@轻量级解决方案@@@@。就@@汽车@@而@@言@@@@，轻量化是@@为@@了增加续航里程@@，而@@在@@太阳能@@应用@@@@中@@@@@@，这是@@为@@了限制@@太阳能@@设备在@@屋顶上@@的@@@@重量@@@@。

图@@ 1.典型@@的@@@@ EV 动力总@@成@@@@，其@@中@@@@显示了@@逆变器@@@@

半导体@@损耗@@
决定逆变器@@效率@@的@@主@@要因素之一是@@所使@@用@@@@的@@半导体@@器件@@@@（IGBT / MOSFET）。这些@@器件@@表@@现出两种主@@要类型@@的@@损耗@@：导通@@损耗和@@开关损耗@@@@。导通@@损耗与@@开通@@状态下的@@导通@@电阻@@@@@@ (RDS(ON)) 成@@ 正比@@@@，计算方法为@@漏@@极@@电流@@@@@@@@ (ID) 与@@漏@@源@@电压@@@@@@ (VDS) 的@@乘积@@。

将@@ SiC MOSFET 的@@ VDS 特性@@与@@类似@@ Si IGBT 的@@特性@@@@进行比@@较@@@@，可以@@观察到@@@@，对于@@@@给定电@@ 流@@，SiC 器件@@的@@@@ VDS 通常@@较低@@@@。还值得注@@意的@@是@@@@@@，与@@ IGBT 不同@@，SiC MOSFET 中@@的@@@@ VDS 与@@ ID成@@正比@@@@@@，这意味着@@它在@@低@@电流@@@@下的@@导通@@损耗会显著降低@@@@@@。这在@@高@@功率应用@@@@@@（例如@@@@汽车@@和@@太阳能@@@@）中@@非常重要@@，因为@@@@它意味着在@@这些@@应用@@@@中@@@@@@，逆变器@@在@@其@@工作生命周期的@@大部分@@时@@间处于@@小@@功率工@@ 况@@，效率@@会有@@显著提高@@@@，损耗更低@@@@@@。

图@@ 2.Si IGBT 和@@ SiC MOSFET 的@@ V_DS 比@@较@@

驱动@@损耗与@@开关器件@@所需的@@栅@@极@@电荷@@@@ (Qg) 成@@正比@@@@@@。这是@@每个开关周期都需要的@@@@，使@@其@@与@@开关频率成@@正比@@@@@@@@，并且@@@@ Si MOSFET 比@@ SiC 器件@@更大@@。设计@@人员热衷于@@提高@@开关频率以@@减小@@磁性@@188足彩外围@@app 的@@尺寸@@@@、重量@@和@@成@@本@@@@@@，这意味着@@使@@用@@@@@@ SiC 器件@@会带来显著优势@@@@。

热管理@@影响@@
电源@@@@系统@@中@@的@@@@所有@@损耗都会变成@@热量@@，这会影响@@188足彩外围@@app 密度@@，从@@而@@增加终端应用@@@@的@@尺寸@@@@@@。发热组件不仅@@会升高@@其@@自@@身的@@内@@部温度@@，还会升高@@整个应用@@@@的@@环境温度@@。为@@确保温升不会限制@@运行甚至@@@@导致组件故障@@，需要在@@设计@@中@@进行热管理@@@@。

SiC MOSFET 能够在@@比@@硅@@器件@@更高@@的@@频率和@@温度下运行@@。由@@于@@@@它们可以@@承受更高@@的@@工作温度@@，因此@@@@减少@@了对热管理@@的@@需求@@，可以@@允许器件@@本@@身产生更大的@@热量@@。这意味着@@，将@@基于@@@@硅@@的@@设计@@与@@等@@效的@@@@基于@@@@@@ SiC 的@@设计@@进行比@@较@@时@@@@，热管理@@要求要低@@得多@@，因为@@@@ SiC 系统@@产生的@@损耗更低@@@@@@@@，并且@@@@可以@@在@@@@更高@@的@@温度下运行@@@@。

通过@@比@@较@@@@，一个典型@@的@@@@@@ SiC 二极管@@在@@@@ 80kHz 下工作@@时@@@@，损耗比@@同等@@硅@@二极管@@低@@@@ 73%。因此@@@@，在@@太阳能@@应用@@@@和@@电动汽车@@@@的@@大功率@@逆变器@@中@@@@，SiC 器件@@的@@@@效率@@优势@@将@@对降低@@@@电力系统@@的@@热管理@@需@@ 求产生非常显著的@@影响@@，可能降低@@@@@@ 80% 或@@更多@@。

基于@@@@SiC的@@电源@@@@系统@@的@@总@@成@@本@@@@@@
尽管@@ SiC 器件@@投入实际使@@用@@@@已经有一段时@@间了@@，但@@人们认为@@@@基于@@@@@@ SiC 的@@设计@@最终成@@本@@@@将@@高@@于@@硅@@基@@设计@@@@，因而@@在@@某些方面减缓了@@ SiC 器件@@的@@@@采用@@@@速度@@。然而@@@@，若是@@直接比@@较@@硅@@基@@器件@@和@@@@SiC 器件@@的@@@@相对成@@本@@@@@@，而@@不考虑每种技术@@对整体系统@@成@@本@@@@的@@影响@@，可能会使@@设计@@人员得出错误的@@结@@论@@@@。

如@@果@@我们考虑@@ 30 kW 左@@右@@@@的@@硅@@基@@电源@@@@解决方案@@@@，用@@于@@开关的@@半导体@@器件@@加起来约占物料清单成@@本@@@@的@@@@10%。主@@要的@@无源@@@@@@188足彩外围@@app （电感器和@@电容@@器@@@@）占剩余成@@本@@@@的@@大部分@@@@，分别为@@@@ 60% 和@@ 30%。

虽然@@ SiC 器件@@的@@@@单位成@@本@@@@确实高@@于@@等@@效的@@硅@@基@@器件@@@@，但@@ SiC 器件@@的@@@@性能@@降低@@@@了对电感器和@@电容@@器@@@@的@@要求@@，显著降低@@@@了系统@@的@@尺寸@@@@@@、重量@@和@@成@@本@@@@@@。仅@@此@@一项就@@可以@@将@@@@ SiC 的@@物料清单的@@总@@成@@本@@@@低@@于@@同等@@硅@@基@@解决方案@@@@。然而@@@@，正如@@我们所见@@，基于@@@@ SiC 的@@解决方案@@@@中@@的@@@@热管理@@成@@本@@@@也明显更低@@@@@@。因此@@@@，加上@@这种@@成@@本@@@@节约意味着@@ SiC 设计@@更高@@效@@@@@@、更小@@@@、更轻@@，而@@且@@@@一定程度上@@成@@本@@@@更低@@@@@@。

安森美@@ (onsemi) 最新的@@@@ 1200 V 和@@ 900 V N 沟道@@ EliteSiC MOSFET具有低@@反向@@恢复电荷@@的@@体二极管@@@@，可以@@显著降低@@@@损耗@@，即@@使@@在@@更高@@的@@频率下操作也是@@如@@此@@@@。芯片@@尺寸@@@@小@@有助于@@高@@频@@操作@@，减少@@栅@@极@@电荷@@@@，减小@@米勒@@ (Crss) 和@@输出@@ (Coss) 寄生电容@@@@，从@@而@@减少@@开关损耗@@@@。

这些@@新器件@@的@@@@@@ ID 额定电流@@@@高@@达@@@@ 118 A，可提高@@整体系统@@效率@@并改善@@EMI，同时@@@@允许设计@@人员使@@用@@@@更少@@（和@@更小@@@@@@）的@@无源@@@@188足彩外围@@app 。如@@果@@需要处理更高@@电流@@@@@@@@，这些@@器件@@可以@@配置@@为@@并联工作@@，因为@@@@它们具有正温度系数而@@不受温度影响@@。

主@@要有两种热管理@@方法@@：主@@动或@@被动@@。被动方法使@@用@@@@散热片或@@其@@他类似器件@@@@（例如@@@@热管@@）将@@多余的@@热量从@@发热器件@@转移到@@外壳@@，进而@@消散到@@周围环境中@@@@。散热片的@@散热能力随着@@尺寸@@的@@增加@@而@@增加@@，散热能力与@@可用@@@@的@@表@@面积成@@正比@@@@@@@@，为@@了在@@最小@@的@@体积中@@实现@@最大@@的@@表@@面积@@，这通常@@会引入复杂的@@设计@@@@。

主@@动散热通常@@涉及某种形式的@@降温装置@@，例如@@@@电动汽车@@@@@@应用@@@@中@@@@的@@风扇或@@冷却液@@。由@@于@@@@它们会产生强@@制气流@@@@，因此@@@@它们可以@@在@@@@受限空间内@@提供@@更多散热@@。然而@@@@，也有@@一些@@明显的@@缺点@@，包括@@风扇可靠@@性和@@需要在@@逆变器@@外壳上@@开孔以@@允许气流@@流@@通@@（这也可能导致灰尘或@@液体进入@@）。此@@外@@，风扇需要额外的@@电能才能运行@@，这会影响@@整体系统@@的@@效率@@@@。

总@@结@@@@
电源@@@@设计@@@@人员面临着提供@@更高@@效@@@@@@、更可靠@@@@和@@体积更小@@@@@@的@@解决方案@@@@的@@挑战@@，他们正在@@寻求@@ SiC 等@@新技术@@来帮助他们应对这些@@挑战并降低@@@@总@@成@@本@@@@@@。

基于@@@@ SiC 的@@开关器件@@使@@设计@@人员能够让系统@@在@@更高@@的@@温度和@@频率下以@@更低@@@@的@@@@损耗运行@@，这是@@应对这些@@挑战的@@关键@@。此@@外@@，这些@@电气@@性能@@优势@@意味着无源@@器件@@的@@@@热管理@@要求和@@@@188足彩外围@@app 值的@@显著降低@@@@@@，从@@而@@进一步降低@@@@成@@本@@@@和@@@@尺寸@@@@/重量@@。因此@@@@，SiC 方案能够以@@更小@@@@的@@尺寸@@@@@@和@@更低@@@@的@@@@成@@本@@@@实现@@更高@@的@@性能@@水平@@。

Nexperia与@@KYOCERA AVX Salzburg合作为@@功率应用@@@@生产@@650 V碳化硅@@@@整流@@二极管@@@@模块@@@@

judy — Tue, 10 Oct 2023 09:04:36 +0000

近日@@，专注@@于@@基础半导体@@器件@@领域的@@高@@产能生产专家@@@@Nexperia（安世半导体@@@@）正式宣布与@@全球@@著名的@@先进电子元器件@@供应商@@@@KYOCERA AVX Components (Salzburg) GmbH （京瓷安施@@）建立了密切的@@合作关系@@，共同生产新的@@@@650 V、20 A碳化硅@@@@（SiC）整流@@器@@模块@@@@，适用@@于@@@@3 kW 至@@11 kW 功率堆栈设计@@的@@高@@频@@电源@@@@应用@@@@@@，以@@满足@@工业@@电源@@@@@@、 EV 充电@@站和@@板载充电@@器@@等@@应用@@@@的@@需要@@。此@@次发布将@@进一步加深双方长期以@@来@@保持的@@紧密合作关系@@。

制造@@商对下一代@@功率应用@@@@的@@关键需求是@@节省@@空间和@@减轻重量@@@@。这款@@新型@@@@的@@@@SiC整流@@二极管@@@@模块@@尺寸@@小@@巧@@，减少@@了在@@电路@@板上@@需要的@@空间@@，有助于@@尽可能提高@@功率密度@@@@，降低@@@@总@@体系统@@成@@本@@@@@@。通过@@结@@合使@@用@@@@顶部散热@@（TSC）和@@负温度系数@@（NTC）传感器@@优化了热性能@@@@，NTC会监控器件@@温度@@，并为@@设备或@@系统@@级预测@@和@@诊断提供@@实时@@反馈@@@@。该整流@@二极管@@@@模块@@采用@@@@@@低@@电感封装@@@@，以@@实现@@高@@频@@操作@@，并且@@@@经过验证@@，可以@@在@@@@高@@达@@@@175℃ 的@@结@@温@@@@下工作@@@@。

Nexperia SiC 产品@@部高@@级总@@监@@ Katrin Feurle 表@@示@@：

Nexperia 和@@ KYOCERA AVX 在@@此@@次合作中@@@@，将@@顶尖的@@碳化硅@@@@半导体@@与@@一流@@的@@模块@@封装@@技术@@相结@@合@@，将@@使@@@@Nexperia能够更好@@地满足@@市@@场对极高@@功率密度@@的@@电力电子产品@@的@@需求@@。这款@@整流@@二极管@@@@模块@@的@@@@发布是@@@@ Nexperia 与@@ KYOCERA AVX 就@@ SiC 达成@@长期合作迈出的@@第@@一步@@。

KYOCERA AVX Components 传感与@@控制@@部门副总@@裁@@ Thomas Rinschede 表@@示@@：

我们很高@@兴进一步深化与@@@@ Nexperia 成@@功的@@合作关系@@，携手为@@功率电子@@应用@@@@生产碳化硅@@@@模块@@@@。Nexperia 在@@制造@@方面的@@专业技术@@加上@@@@ KYOCERA 在@@模块@@方面的@@专业知识@@，为@@寻求更高@@功率密度@@并想要使@@用@@@@宽禁带半导体@@技术@@的@@客户带来了无法抗拒的@@产品@@@@。

Nexperia 预计@@将@@于@@@@2024年@@第@@一季度提供@@新款@@ SiC 整流@@二极管@@@@模块@@的@@@@样品@@。

Nexperia (安世半导体@@@@)

Nexperia（安世半导体@@@@）总@@部位于@@荷兰@@，是@@一家在@@欧洲拥有丰富悠久发展@@历史的@@全球@@性半导体@@公司@@@@，目前@@在@@欧洲@@、亚洲和@@美国@@共有@@15,000多名员工@@。作为@@基础半导体@@器件@@开发@@@@和@@生产的@@领跑者@@，Nexperia（安世半导体@@@@）的@@器件@@@@被广泛应用@@@@于@@汽车@@@@、工业@@、移动和@@消费@@等@@多个应用@@@@领域@@@@，几乎为@@世界上@@所有@@电子设计@@的@@基本@@功能提供@@支持@@@@。

Nexperia（安世半导体@@@@）为@@全球@@客户提供@@服务@@，每年@@的@@产品@@出货量超过@@1,000亿件@@。这些@@产品@@在@@效率@@@@（如@@工艺@@@@、尺寸@@、功率及性能@@@@）方面成@@为@@行业基准@@，获得广泛认可@@。Nexperia（安世半导体@@@@）拥有丰富的@@@@IP产品@@组合和@@持续扩充的@@产品@@范围@@，并获得了@@IATF 16949、ISO 9001、ISO 14001和@@ISO 45001标准@@认证@@，充分体现了公司@@对于@@@@创新@@、高@@效@@、可持续发展@@和@@满足@@行业严苛要求的@@坚定承诺@@。

如@@何利用@@@@碳化硅@@@@打造下一代@@固态断路器@@@@

judy — Sun, 08 Oct 2023 02:39:55 +0000

本@@文作者@@@@：安森美@@电源@@@@方案事业群工业@@方案部高@@级总@@监@@Sravan Vanaparthy

如@@今@@，碳化硅@@@@ (SiC) 器件@@在@@电动@@汽车@@@@@@ (EV) 和@@太阳能@@光伏@@@@ (PV) 应用@@@@中@@@@带来的@@性能@@优势@@已经得到@@了广泛认可@@。不过@@，SiC 的@@材料@@优势@@还可能用@@在@@其@@他应用@@@@中@@@@@@，其@@中@@@@包括@@电路@@保护@@领域@@。本@@文将@@回顾该领域的@@发展@@@@，同时@@@@比@@较@@机械保护和@@使@@用@@@@不同@@半导体@@器件@@实现@@的@@固态断路器@@@@ (SSCB) 的@@优缺点@@。最后@@，本@@文还将@@讨论为@@什么@@@@ SiC 固态断路器@@日益受到@@人们青睐@@。

保护电力基础设施@@和@@设备@@

输配电系统@@以@@及灵敏设备都需要妥善的@@保护@@，以@@防因为@@@@长时@@间过载和@@瞬态短路情况@@而@@受到@@损坏@@。随着@@电力系统@@和@@电动汽车@@@@使@@用@@@@的@@电压@@@@越来越高@@@@，可能的@@最大@@故障电流@@@@也比@@以@@往任何时@@候都更高@@@@。为@@了针对这些@@高@@电流@@@@@@故障提供@@保护@@，我们需要超快速交流@@和@@直流@@断路器@@。过去@@，机械断路器一直是@@此@@类应用@@@@的@@主@@要选择@@，然而@@@@随着@@工作要求越来越严苛@@，固态断路器@@越来越受到@@欢迎@@。相较于@@@@机械断路器@@，固态断路器@@具有许多优势@@@@：

稳健性和@@可靠@@性@@：机械断路器内@@含活动部件@@，因此@@@@相对易于@@受损@@。这意味着@@它们容易损坏或@@因为@@@@运动而@@意外自@@动断开@@，并且@@@@在@@@@使@@用@@@@期间@@，每次复位都会出现磨损@@。相比@@@@之下@@，固态断路器@@不含活动部件@@，因此@@@@更加稳健可靠@@@@，也不太容易出现意外损坏@@，因此@@@@能够反复进行数千次断开@@/闭合操作@@。

温度灵活性@@：机械断路器的@@工作温度取决于@@其@@制造@@材料@@@@，因此@@@@在@@工作温度方面存在@@一定的@@限制@@@@。相比@@@@之下@@，固态断路器@@的@@工作温度更高@@并且@@@@可以@@调节@@，因此@@@@它能够更加灵活地适应不同@@的@@工作环境@@。

远程配置@@@@：机械断路器在@@跳闸@@后需要人工手动复位@@，这可能非常耗时@@且@@成@@本@@@@高@@昂@@，特别是@@在@@@@多个安装点进行大规模@@部署的@@情况@@下@@@@，另外@@也可能存在@@安全隐患@@。而@@固态断路器@@则可以@@通过@@有线或@@无线连接进行远程复位@@。

开关速度更快且@@不会产生电弧@@：机械断路器在@@开关时@@可能会产生较大的@@电弧和@@电压@@波动@@，足以@@损坏负载设备@@。固态断路器@@采用@@@@软启动方法@@，可以@@保护电路@@不受这些@@感应电压@@尖峰和@@电容@@浪涌电流@@@@的@@影响@@，而@@且@@@@开关速度要快得多@@，在@@发生故障时@@只需几毫秒即@@可切断电路@@@@。

灵活的@@电流@@@@额定值@@@@@@：固态断路器@@具有可编程的@@电流@@@@额定值@@@@@@，而@@机械断路器则具有固定的@@电流@@@@额定值@@@@@@。

尺寸@@更小@@@@@@、重量@@更轻@@@@：相较于@@@@机械断路器@@，固态断路器@@重量@@更轻@@@@@@、体积更小@@@@@@。

现有固态断路器@@的@@局限性@@

虽然@@固态断路器@@相较于@@@@机械断路器@@具有多项优势@@@@，但@@它们也存在@@一些@@缺点@@，具体包括@@电压@@@@/电流@@@@额定值@@@@受限制@@@@、导通@@损耗更高@@且@@价格更贵@@@@。通常@@，对于@@@@交流@@应用@@@@@@，固态断路器@@基于@@@@可控硅@@整流@@器@@@@ (TRIAC)，而@@对于@@@@直流@@系统@@@@，则基于@@@@标准@@平面@@@@ MOSFET。TRIAC 或@@ MOSFET 负责实现@@开关功能@@，而@@光隔离驱动@@器则用@@作控制@@@@188足彩外围@@app 。然而@@@@，在@@具有高@@输出电流@@@@的@@情况@@下@@@@，基于@@@@ MOSFET 的@@高@@电流@@@@@@固态断路器@@需要使@@用@@@@散热片@@，这就@@意味着它们无法达到@@与@@机械断路器相同的@@功率@@密度@@水平@@。

同样@@地@@，使@@用@@@@绝缘栅@@双极晶体管@@@@ (IGBT) 实现@@的@@固态断路器@@也需要散热片@@，因为@@@@当@@电流@@@@超过几十安培@@时@@@@@@，饱和@@电压@@会导致过多的@@功率@@损耗@@@@。举例来说@@@@，当@@电流@@@@为@@@@ 500 安培@@时@@@@，IGBT 上@@的@@@@ 2V 压降会产生高@@达@@@@ 1000W 的@@功率@@损耗@@。对于@@@@同等@@功率水平@@，MOSFET 需要具有约@@ 4 mΩ 的@@导通@@电阻@@@@。随着@@电动汽车@@@@中@@器件@@的@@@@电压@@@@额定值@@朝着@@ 800V（甚至@@@@更高@@@@）发展@@，目前@@没有单一器件@@能够实现@@这一电阻@@水平@@。虽然@@理论上@@可以@@通过@@并联多个器件@@来实现@@该数字@@，但@@这样的@@做法会显著增加方案的@@尺寸@@@@和@@成@@本@@@@@@，尤其@@是@@@@在@@@@需要处理双向@@电流@@@@的@@情况@@下@@@@。

使@@用@@@@ SiC 功率模块@@@@打造下一代@@固态断路器@@@@

与@@硅@@芯片@@相比@@@@@@，SiC 芯片@@在@@相同额定电压@@和@@导通@@电阻@@条件@@下@@，尺寸@@可以@@缩小@@多达十倍@@@@。此@@外@@，与@@硅@@器件@@相比@@@@@@，SiC 器件@@的@@@@开关速度@@至@@少快@@ 100 倍@@，并且@@@@它可以@@在@@@@高@@达@@@@两倍@@以@@上@@@@@@的@@峰值温度下工作@@@@。同时@@@@，SiC 具有出色的@@@@导热性能@@@@，因此@@@@在@@高@@电流@@@@@@水平下具有更好@@的@@稳健性@@。安森美@@利用@@@@@@ SiC 的@@这些@@特性@@开发@@了一系列@@@@ EliteSiC 功率模块@@@@，其@@ 1200V 器件@@的@@@@导通@@电阻@@@@低@@至@@@@@@ 1.7mΩ。这些@@模块@@在@@单个@@封装@@中@@@@集成@@了两到@@六个@@ SiC MOSFET。

烧结@@芯片@@技术@@@@（将@@两个独立芯片@@烧结@@在@@一个封装@@内@@@@）甚至@@@@在@@高@@功率水平下也能提供@@可靠@@的@@产品@@性能@@@@。由@@于@@@@具备快速开关@@行为@@@@和@@高@@热导率@@@@，因此@@@@该类器件@@可以@@在@@@@故障发生时@@快速而@@安全地@@“跳闸@@”（断开电路@@@@），阻止电流@@@@流@@动@@，直到@@恢复正常工作条件@@为@@止@@。这样的@@模块@@展示了@@越来越有可能将@@多个@@ SiC MOSFET 器件@@集成@@到@@单个@@封装@@中@@@@@@，以@@实现@@低@@导通@@电阻@@@@和@@小@@尺寸@@@@，从@@而@@满足@@实际断路器应用@@@@的@@需求@@。此@@外@@，安森美@@还提供@@@@承受电压@@范围为@@@@ 650V 到@@ 1700V 的@@ EliteSiC MOSFET 和@@功率模块@@@@@@，因此@@@@这些@@器件@@也可用@@@@于@@打造适合@@单相和@@三相家庭@@、商业和@@工业@@应用@@@@的@@固态断路器@@@@。安森美@@具有垂直整合的@@@@ SiC 供应链@@，能够提供@@近乎零缺陷的@@产品@@@@，这些@@产品@@经过全面的@@可靠@@性测试@@@@，能够满足@@固态断路器@@制造@@商的@@需求@@。

图@@ 1：安森美@@完整的@@端到@@端碳化硅@@@@@@ (SiC) 供应链@@

下图@@展示了@@固态断路器@@的@@模块@@化实现@@方式@@，其@@中@@@@以@@并联配置@@连接多个@@ 1200V SiC 芯片@@和@@多个开关来实现@@了极低@@的@@@@ rdson 和@@优化的@@散热效果@@。下方这些@@完全集成@@的@@模块@@具有优化的@@引脚@@位置和@@布局@@，有助于@@减少@@寄生效应@@，提高@@开关性能@@和@@缩短故障响应时@@间@@。安森美@@提供@@丰富多样的@@@@ SiC 模块@@产品@@组合@@，模块@@额定电压@@为@@@@ 650V、1200V 和@@ 1700V，并且@@@@其@@@@中@@一些@@模块@@带有底板@@，而@@另一些@@则无底板@@，以@@便满足@@不同@@的@@应用@@@@@@需求和@@效率@@需求@@。

图@@ 2：适用@@于@@@@固态断路器@@的@@@@ SiC B2B 模块@@- 480VAC -200A

图@@ 3：适用@@于@@@@固态断路器@@应用@@@@的@@安森美@@模块@@@@

SiC 技术@@和@@@@固态断路器@@将@@共同发展@@@@

机械断路器具有低@@功率损耗和@@更高@@的@@功率@@密度@@@@，目前@@价格也低@@于@@固态断路器@@@@。另外@@，机械断路器容易因为@@@@反复使@@用@@@@而@@发生磨损@@，并且@@@@复位或@@更换会产生昂贵的@@人工维护成@@本@@@@@@。随着@@电动汽车@@@@的@@日益普及@@，市@@场对断路器和@@@@ SiC 器件@@的@@@@需求将@@持续增长@@，因此@@@@这种@@宽禁带技术@@的@@成@@本@@@@竞争力会日益增强@@@@，并且@@@@其@@@@对固态断路器@@方案的@@吸引力也会不断增加@@。随着@@ SiC 工艺@@技术@@的@@不断进步和@@独立@@ SiC MOSFET 的@@电阻@@进一步降低@@@@@@，固态断路器@@的@@功率@@损耗@@最终会达到@@与@@机械断路器相媲美的@@水平@@，那时@@功率损耗将@@不再是@@个问题@@。基于@@@@ SiC 器件@@的@@@@固态断路器@@具备开关速度快@@、无电弧以@@及零维护等@@优势@@@@，能够带来显著的@@成@@本@@@@节约@@，因此@@@@必将@@成@@为@@市@@场广泛采用@@@@的@@主@@流@@选择@@。

SiC优势@@、应用@@@@及加速向@@脱碳方向@@发展@@@@

judy — Wed, 20 Sep 2023 07:37:10 +0000

如@@今@@，大多数半导体@@都是@@以@@硅@@@@（Si）为@@基材料@@@@，但@@近年@@来@@，一个相对新的@@半导体@@基材料@@正成@@为@@头条金博宝娱乐@@ 。这种@@材料@@就@@是@@碳化硅@@@@@@，也称为@@@@SiC。目前@@，SiC主@@要应用@@@@于@@@@MOSFET和@@肖特基@@二极管@@@@@@等@@半导体@@技术@@@@。

SiC相较于@@@@Si的@@优势@@@@是@@什么@@？

在@@根本@@上@@@@，碳化硅@@@@（SiC）被视为@@宽禁带半导体@@@@，相较于@@@@传统的@@@@Si半导体@@，具有固有的@@优势@@@@@@。SiC的@@材料@@特性@@导致了以@@下@@较高@@的@@优点@@@@：

1. 突破场@@
2. 电子漂移速度@@
3. 热导率@@

突破场@@

更高@@的@@突破场@@使@@得@@器件@@能够承受更高@@的@@电压@@@@@@，同时@@@@保持相同的@@面积@@。这使@@得@@器件@@设计@@者可以@@增加用@@于@@电流@@@@流@@动的@@面积@@，从@@而@@降低@@@@单位面积的@@电阻@@@@，即@@Rsp。器件@@的@@@@电阻@@直接影响导电损耗@@，因此@@@@更小@@@@的@@@@Rsp将@@导致更低@@@@的@@@@损耗@@，从@@而@@提高@@效@@率@@@@@@。

电子漂移速度@@

电子漂移速度@@指电子在@@电场作用@@下在@@材料@@中@@移动的@@速度@@。在@@SiC半导体@@中@@@@，电子漂移速度@@是@@@@Si基半导体@@的@@两倍@@@@。电子移动得越快@@，器件@@切换的@@速度就@@越快@@。由@@此@@@@快速切换带来两个好@@处@@：一是@@在@@开关过程中@@的@@@@功率@@损耗@@较低@@@@，二是@@更高@@的@@切换频率允许使@@用@@@@更小@@@@的@@磁性@@188足彩外围@@app 和@@电容@@器@@。

热导率@@

SiC的@@热导率@@大约是@@@@Si的@@三倍@@@@，它将@@其@@他特性@@的@@优点@@相互联系在@@一起@@。热导率@@决定了热量从@@半导体@@结@@到@@外部环境的@@传递速度@@。这意味着@@SiC器件@@可以@@在@@@@高@@达@@@@@@200°C的@@温度下运行@@，而@@Si通常@@限制@@在@@@@150°C。

结@@合这三个优势@@@@，系统@@设计@@者可以@@设计@@出更高@@效@@@@的@@@@产品@@@@，同时@@@@使@@其@@更小@@@@@@、更轻@@，最终降低@@@@成@@本@@@@@@。尽管@@众所周知@@@@SiC器件@@相较于@@@@@@Si等@@效器件@@更昂贵@@，但@@使@@用@@@@更小@@@@的@@被动@@188足彩外围@@app 和@@较少的@@热管理@@可以@@降低@@@@整体系统@@成@@本@@@@约@@20%。碳化硅@@@@的@@材料@@特性@@使@@其@@在@@高@@功率应用@@@@中@@@@@@非常有优势@@@@，特别是@@需要高@@电压@@@@@@、高@@电流@@@@@@、高@@温度和@@高@@热导率@@以@@及整体重量@@较小@@的@@领域@@。MOSFET和@@肖特基@@二极管@@@@@@（在@@离散和@@功率模块@@@@@@封装@@中@@@@@@）是@@主@@要应用@@@@@@SiC的@@技术@@@@。

碳化硅@@@@的@@实际应用@@@@优势@@@@@@

碳化硅@@@@正在@@被广泛应用@@@@于@@多个领域@@，例如@@@@电动汽车@@@@@@、太阳能@@逆变器@@@@、能量储存系统@@@@和@@电动汽车@@@@充电@@站@@@@。它为@@系统@@设计@@者和@@制造@@商带来了多重优势@@@@，那么@@这些@@优势@@又如@@何转化为@@最终产品@@的@@消费@@者的@@好@@处呢@@？

首先@@，让我们来看看电动汽车@@@@@@（EV）。限制@@广泛采用@@@@@@EV的@@主@@要原因是@@续航焦虑@@。通过@@使@@用@@@@@@碳化硅@@@@@@@@，EV的@@续航里程可以@@增加超过@@7％。仅@@仅@@@@通过@@从@@@@IGBT逆变器@@转换为@@@@SiC逆变器@@，就@@可以@@对续航里程产生显著影响@@。优势@@并未止于@@此@@@@。SiC的@@应用@@@@@@还解决了@@EV采用@@@@的@@挑战@@：成@@本@@@@。EV中@@最昂贵的@@部分@@是@@电池@@@@。如@@果@@使@@用@@@@@@SiC使@@EV的@@续航里程增加@@7％，同时@@@@保持续航里程与@@非@@SiC基准相当@@@@，还可以@@使@@电池@@容量减少@@@@7％。更小@@@@的@@电池@@组将@@直接导致@@EV的@@总@@体成@@本@@@@降低@@@@@@。这就@@是@@为@@什么@@@@SiC在@@EV中@@应用@@@@如@@此@@强@@大@@@@，并且@@@@正推动@@SiC制造@@商的@@大额收入预测@@@@。

与@@EV相关的@@还有@@EV充电@@站及其@@充电@@基础设施@@的@@建设@@。在@@EV充电@@站的@@情况@@下@@@@，一个主@@要考虑因素是@@功率密度@@@@。在@@这方面@@，碳化硅@@@@起到@@了作用@@@@，使@@系统@@设计@@者能够在@@相同体积内@@传输更多功率@@，或@@者保持功率不变@@，同时@@@@将@@体积减少@@@@300％。在@@相同体积内@@提供@@更多功率是@@使@@用@@@@碳化硅@@@@@@用@@于@@@@EV充电@@站的@@主@@要驱动@@力@@。目标是@@使@@充电@@站能够在@@与@@人在@@加油站停留的@@时@@间@@相同的@@时@@间@@内@@为@@@@EV充电@@。这只有通过@@增加充电@@站向@@@@EV传送的@@功率@@来实现@@@@。

碳化硅@@@@还通过@@制造@@更小@@@@@@、更轻@@的@@太阳能@@逆变器@@@@@@，有助于@@可再生能源@@@@市@@场@@。利用@@@@SiC所能实现@@的@@更快的@@切换频率@@，太阳能@@逆变器@@@@可以@@使@@用@@@@更小@@@@@@、更轻@@的@@磁性@@188足彩外围@@app 。根据功率级@@别的@@不同@@@@，太阳能@@逆变器@@@@的@@重量@@可以@@小@@于@@@@五十磅@@。五十磅是@@由@@@@职业安全与@@健康管理局@@（OSHA）规定的@@个人最大@@举重限制@@@@。超过五十磅的@@举重设备需要两个或@@更多@@人@@，或@@者使@@用@@@@举升设备@@。通过@@创建一个更轻@@的@@太阳能@@逆变器@@@@@@@@，组织只需要@@一个人进行安装@@。这降低@@@@了安装成@@本@@@@@@，对于@@@@安装人员和@@消费@@者而@@言@@更具吸引力@@。这种@@优势@@同样@@适用@@于@@@@壁式@@EV充电@@器@@。当@@然@@，使@@用@@@@碳化硅@@@@@@在@@太阳能@@逆变器@@@@中@@还有其@@他实际好@@处@@，例如@@@@整体效率@@提升@@和@@系统@@成@@本@@@@降低@@@@@@。

工业@@电机驱动@@@@@@也因转换至@@@@SiC而@@受益@@。碳化硅@@@@提供@@了电机逆变器@@的@@效率@@改进@@、尺寸@@缩小@@和@@散热增强@@@@，从@@而@@使@@电机驱动@@@@可以@@本@@地安装或@@安装在@@电机本@@身上@@@@。这降低@@@@了对多个长电缆返回电源@@@@柜的@@需求@@，而@@使@@用@@@@@@Si IGBT的@@解决方案@@@@需要数百英尺昂贵且@@复杂的@@电缆@@。通过@@SiC解决方案@@，只需要@@2条电缆连接至@@电源@@@@柜@@。这消除了数百英尺昂贵且@@复杂的@@电缆@@，对于@@@@七电机伸缩机械臂等@@示例中@@使@@用@@@@@@SiC的@@解决方案@@@@而@@言@@@@，这将@@大大节省@@成@@本@@@@@@。

用@@碳化硅@@@@推动世界向@@脱碳发展@@@@

电动汽车@@@@通过@@直接减少@@由@@交通运输产生的@@二氧化碳排放量@@，为@@脱碳做出贡献@@。电动汽车@@@@没有尾气排放@@，但@@它们消耗的@@电力来自@@@@二氧化碳排放源@@@@。加入这些@@排放量后@@，美国@@能源@@部平均将@@电动汽车@@@@的@@年@@排放量约为@@@@2,817磅二氧化碳@@，而@@使@@用@@@@@@汽油的@@汽车@@则为@@@@12,594磅二氧化碳@@。这意味着@@大气中@@排放的@@二氧化碳量减少@@了@@78%。

电动汽车@@@@充电@@站@@对脱碳没有直接影响@@，但@@如@@果@@没有牢固的@@直流@@快速充电@@@@@@站基础设施@@@@，电动汽车@@@@的@@普及将@@受到@@限制@@@@。续航焦虑仍然是@@影响电动汽车@@@@普及的@@重要原因@@。90%的@@美国@@家庭拥有一辆电动汽车@@@@@@，而@@其@@它车辆很可能不是@@电动汽车@@@@@@。这些@@数据突显出消费@@者对电动汽车@@@@能否满足@@所有@@需求@@，特别是@@长途旅行的@@信心不足@@。

自@@2009年@@以@@来@@，光伏@@太阳能@@发电的@@成@@本@@@@下降了近@@90％，使@@其@@成@@为@@@@2020年@@时@@以@@@@37美元@@/兆瓦时@@@@的@@最低@@成@@本@@@@能源@@发电来源@@@@@@。相比@@@@之下@@，煤炭的@@成@@本@@@@为@@@@112美元@@/兆瓦时@@@@，天然气为@@@@59美元@@/兆瓦时@@@@。太阳能@@使@@世界能够以@@零二氧化碳排放的@@方式产生能源@@@@，同时@@@@成@@本@@@@又是@@其@@他能源@@来源@@@@的@@最低@@@@。碳化硅@@@@不能完全归功于@@这种@@成@@本@@@@降低@@@@@@，但@@它是@@太阳能@@发电成@@本@@@@降低@@@@的@@一个原因@@。

世界正朝着更多地使@@用@@@@电能发展@@@@，因此@@@@改进消耗电能设备的@@效率@@非常重要@@。电动机占据了世界电力消耗的@@@@40-50％。将@@这些@@电动机设计@@得高@@效@@率@@@@至@@关重要@@，因为@@@@即@@使@@是@@小@@幅度的@@效率@@提高@@@@，也会因全球@@大量电动机的@@使@@用@@@@而@@得到@@放大@@。

碳化硅@@@@不仅@@加速了现有应用@@@@领域@@的@@脱碳进程@@，还推动了之前@@不可行的@@应用@@@@@@领域@@@@。其@@中@@@@一个例子是@@电动垂直起降@@（eVTOL）飞行器@@。就@@像碳化硅@@@@为@@电动汽车@@@@提供@@了续航里程一样@@，它也为@@@@eVTOL提供@@了延长的@@续航里程@@，使@@其@@更具实用@@性@@。

碳化硅@@@@半导体@@通过@@使@@终端系统@@更高@@效@@@@@@、可靠@@、强@@大@@、更小@@@@、更轻@@和@@整体成@@本@@@@更低@@@@@@，有助于@@加速这些@@应用@@@@的@@采用@@@@@@。

本@@文转载自@@@@：Arrow Solution微信公众号@@

硅@@基@@氮化镓@@在@@射频@@市@@场的@@应用@@@@@@日益广泛@@

judy — Tue, 19 Sep 2023 07:21:50 +0000

氮化镓@@技术@@将@@继续在@@国防和@@电信市@@场提供@@高@@性能@@和@@高@@效@@率@@@@@@。射频@@应用@@@@目前@@主@@要是@@碳化硅@@@@基氮化镓@@@@（GaN-on-SiC）器件@@。虽然@@硅@@基@@氮化镓@@@@（GaN-on-Si）目前@@不会威胁到@@碳化硅@@@@@@基氮化镓@@的@@主@@导地位@@，但@@它的@@出现将@@影响供应链@@@@，并可能影响未来@@的@@电信技术@@@@。

1990年@@代@@@@，美国@@国防部认识到@@@@，与@@InP、GaAs HBT、GaAs HEMT和@@Si LDMOS等@@材料@@相比@@@@@@，射频@@碳化硅@@@@基氮化镓@@具有更高@@的@@@@输出功率和@@效率@@@@。氮化镓@@具有更宽的@@带宽@@，并能减小@@系统@@尺寸@@@@@@。随着@@电信基础设施@@频率和@@基站型@@号的@@扩展@@，这两项能力都是@@必需的@@@@。这些@@功率和@@效率@@优势@@使@@其@@在@@国防领域得到@@广泛应用@@@@@@，其@@中@@@@碳化硅@@@@基氮化镓@@可应对机载雷达等@@高@@功率应用@@@@中@@@@的@@热调节挑战@@。

国防仍是@@射频@@氮化镓@@市@@场最大@@的@@应用@@@@@@领域@@之一@@。与@@此@@同时@@@@@@，RF GaN已开始被卫星通信市@@场所采用@@@@@@，与@@其@@他材料@@相比@@@@@@，RF GaN的@@高@@效@@率@@@@使@@器件@@尺寸@@更小@@@@@@@@，从@@而@@在@@系统@@层面释放出宝贵的@@空间@@。Yole的@@RF GaN 2023报告预测@@@@，从@@2022年@@到@@@@2028年@@，国防和@@卫星通信领域的@@年@@均增长率将@@分别达到@@@@13%和@@18%。这将@@推动国防市@@场达到@@约@@10亿美元@@@@，而@@卫星通信市@@场将@@在@@@@2028年@@达到@@约@@2.7亿美元@@@@。Yole对射频@@氮化镓@@收入和@@细分市@@场的@@预测@@见图@@@@@@1。

图@@1 2022年@@至@@@@2028年@@射频@@@@GaN器件@@收入预测@@和@@细分@@。资料来源@@@@@@：RF GaN 2023 report, Yole Intelligence, 2023。

电信基础设施@@中@@的@@@@射频@@氮化镓@@@@

2023年@@，主@@流@@的@@氮化镓@@技术@@采用@@@@碳化硅@@@@@@衬底@@。这种@@成@@熟的@@技术@@@@在@@@@6GHz以@@下@@频率表@@现出卓越的@@特性@@@@@@，如@@更高@@的@@功率@@增加效率@@@@、热传导性和@@功率密度@@@@。华为@@于@@@@2015年@@首次推出并于@@@@2020年@@开始量产用@@于@@@@4G基站的@@碳化硅@@@@基氮化镓@@@@。从@@那时@@起@@，电信应用@@@@的@@射频@@@@GaN通过@@推动对具有成@@本@@@@优势@@的@@@@6英寸@@SiC晶圆的@@需求@@，已经发展@@成@@为@@一个庞大的@@市@@场@@。SEDI、Wolfspeed、NXP和@@Qorvo等@@世界各地的@@公司@@进行了大量投资@@，以@@确保碳化硅@@@@基氮化镓@@在@@其@@目标应用@@@@中@@@@占据主@@导地位@@，并取代@@@@其@@对应的@@@@Si LDMOS。图@@2显示了@@各种射频@@功率技术@@在@@电信基础设施@@市@@场份额的@@预期变化@@。

图@@2 2023年@@射频@@@@GaN在@@电信基础设施@@市@@场的@@渗透率@@。资料来源@@@@@@：RF GaN 2023 report, Yole Intelligence, 2023。

4G微站和@@宏站主@@要基于@@@@远端射频@@头@@(RRH)，RRH将@@基站的@@射频@@链和@@模数转换组件与@@多达@@8个输出功率高@@达@@@@100W的@@多路功率放大器@@(PA)集成@@在@@一起@@。随着@@4G时@@代@@的@@结@@束@@，预计@@3GHz基站对基于@@@@@@LDMOS的@@功率@@放大器的@@依赖将@@逐渐减弱@@。新兴的@@@@6GHz以@@下@@5G基站正在@@从@@@@2×2 MIMO转向@@@@64×64大规模@@MIMO（mMIMO），并采用@@@@有源@@天线@@系统@@@@（AAS）取代@@@@RRH。除了增加功率@@放大器的@@数量@@外@@，这种@@架构预计@@将@@降低@@@@每个功率放大器的@@输出功率@@。输出功率从@@@@100瓦到@@@@5瓦不等@@@@。此@@外@@，还要求功率放大器在@@处理不断增加的@@数据流@@量的@@同时@@@@降低@@@@功耗@@。图@@3显示了@@5G电信基础设施@@的@@演进愿景@@。

图@@3 电信基础设施@@系统@@的@@发展@@趋势@@。资料来源@@@@@@：RF GaN 2023 report, Yole Intelligence, 2023。

GaN可以@@满足@@所有@@这些@@@@要求@@。随着@@GaN-on-SiC满足@@5G高@@达@@7GHz的@@频率要求@@，LDMOS的@@市@@场份额预计@@将@@下降@@。短期内@@@@，随着@@印度等@@新区域市@@场在@@建设电信基础设施@@时@@采用@@@@@@AAS，射频@@碳化硅@@@@基氮化镓@@也有@@望从@@中@@受益@@。对于@@@@5G毫米@@波和@@@@6G，由@@于@@@@要求更加注@@重高@@频@@率和@@低@@功耗@@，预计@@射频@@氮化镓@@技术@@将@@面临与@@@@SiGe和@@InP等@@其@@他@@材料@@更激烈的@@竞争@@。

本@@文转载自@@@@：微波世界微信公众号@@@@

如@@何保障下一代@@碳化硅@@@@@@@@ (SiC) 器件@@的@@@@供需平衡@@

judy — Mon, 18 Sep 2023 08:00:08 +0000

作者@@：安森美@@ Ajay Sattu

在@@工业@@@@、汽车@@和@@可再生能源@@@@应用@@@@中@@@@@@，基于@@@@宽禁带@@ (WBG) 技术@@的@@组件@@，比@@如@@@@ SiC，对提高@@能效至@@关重要@@。在@@本@@文中@@@@，安森美@@ (onsemi) 思考下一代@@@@ SiC 器件@@将@@如@@何发展@@@@，从@@而@@实现@@更高@@的@@能效和@@更小@@@@@@的@@尺寸@@@@@@@@，并讨论对于@@@@转用@@@@ SiC 技术@@的@@公司@@而@@言@@@@，建立稳健的@@供应链@@为@@何至@@关重要@@。

在@@广泛的@@工业@@系统@@@@（如@@电动汽车@@@@充电@@基础设施@@@@）和@@可再生能源@@@@系统@@@@（如@@太阳能@@光伏@@@@ (PV)）应用@@@@中@@@@，MOSFET 技术@@、分立式封装@@和@@功率模块@@@@@@的@@进步有助于@@提高@@能效并降低@@@@成@@本@@@@@@。然而@@@@，平衡成@@本@@@@和@@@@性能@@对于@@@@设计@@人员来说@@是@@一项持续的@@挑战@@，必须在@@不增加太阳能@@逆变器@@@@的@@尺寸@@@@或@@散热成@@本@@@@的@@情况@@下@@@@，实现@@更高@@的@@功率@@@@。实现@@这一平衡非常有必要@@，因为@@@@降低@@@@充电@@成@@本@@@@将@@是@@提高@@电动汽车@@@@普及率的@@关键推动因素@@。

汽车@@的@@能效与@@车载电子器件@@的@@@@尺寸@@@@、重量@@和@@成@@本@@@@@@息息相关@@，这些@@都会影响车辆的@@行驶里程@@。在@@电动@@/混动汽车@@中@@使@@用@@@@@@ SiC 取代@@@@ IGBT 功率模块@@@@可显著改进性能@@@@，尤其@@是@@@@在@@@@主@@驱逆变器@@中@@@@，因为@@@@这有助于@@显著提高@@车辆的@@整体能效@@。轻型@@乘用@@车主@@要在@@低@@负载条件@@下工作@@@@，在@@低@@负载下@@，SiC 的@@能效优势@@比@@@@ IGBT 更加明显@@。车载充电@@器@@@@ (OBC) 的@@尺寸@@@@和@@重量@@也会影响车辆行驶里程@@。因此@@@@，OBC 必须设计@@得尽可能小@@@@，而@@ WBG 器件@@具有较高@@的@@开关频率@@，在@@这方面@@发挥着至@@关重要的@@作用@@@@。

SiC 技术@@的@@优势@@@@@@

为@@了最大@@限度减少@@电源@@@@转换损耗@@，需要使@@用@@@@具有出色品质因数@@的@@半导体@@功率开关@@。电源@@@@应用@@@@中@@@@使@@用@@@@的@@硅@@基@@半导体@@器件@@@@（IGBT、MOSFET 和@@二极管@@@@）的@@性能@@改进@@，加上@@电源@@@@转换拓扑方面的@@创新@@，使@@能效大幅提升@@@@。然而@@@@，由@@于@@@@硅@@基@@半导体@@器件@@已接近其@@理论极限@@，在@@新应用@@@@中@@@@它们正逐渐被@@ SiC 和@@氮化镓@@@@ (GaN) 等@@宽禁带@@ (WBG) 半导体@@取代@@@@@@。

图@@ 1：多种应用@@@@可从@@@@ SiC 器件@@的@@@@特性@@@@中@@受益@@

对更高@@性能@@@@、更大功率密度@@和@@更优性能@@的@@需求不断挑战着@@ SiC 的@@极限@@。得益于@@@@宽禁带特性@@@@，SiC 能够承受比@@硅@@更高@@的@@电压@@@@@@（1700V 至@@ 2000V）。同时@@@@，SiC 本@@身还具有更高@@的@@@@电子迁移率和@@饱和@@速度@@。因此@@@@，它能够在@@明显更高@@的@@频率和@@结@@温@@下工作@@@@，对电源@@@@应用@@@@而@@言@@非常理想@@。此@@外@@，SiC 器件@@的@@@@开关损耗@@相对更低@@@@@@，这有助于@@降低@@@@无源@@组件的@@尺寸@@@@@@、重量@@和@@成@@本@@@@@@。

图@@ 2：SiC 为@@电源@@@@系统@@带来诸多优势@@@@

SiC 器件@@的@@@@导通@@损耗和@@开关损耗@@@@更低@@@@@@，因此@@@@降低@@@@了对散热的@@要求@@。再加上@@它能够在@@高@@达@@@@ 175°C 的@@结@@温@@@@ (Tj) 下工作@@，因而@@对风扇和@@散热片等@@散热措施的@@需求减少@@@@。系统@@尺寸@@@@、重量@@和@@成@@本@@@@@@也得以@@减小@@@@，并且@@@@在@@@@空间受限的@@应用@@@@@@中@@也能保障更高@@的@@可靠@@性@@。

需要更高@@电压@@@@@@

通过@@增加电压@@以@@减少@@电流@@@@@@，可减少@@在@@所需功率下的@@损耗@@。因此@@@@，在@@过去@@几年@@里@@，来自@@@@ PV 板的@@直流@@母线@@电压@@@@已从@@@@ 600 V 提高@@到@@@@ 1500 V。同样@@地@@，轻型@@乘用@@车中@@的@@@@@@ 400 V 直流@@母线@@可提升@@到@@@@ 800 V 母线@@（有时@@可提高@@到@@@@@@ 1000 V）。过去@@，对于@@@@ 400 V 母线@@电压@@@@，所用@@器件@@的@@@@额定电压@@为@@@@@@ 750 V。现在@@@@，需要具有更高@@额定电压@@@@（1200 V 至@@ 1700 V）的@@器件@@@@，以@@确保这些@@应用@@@@能够安全@@、可靠@@地工作@@。

SiC 的@@最新进展@@

为@@了满足@@@@对具有更高@@击穿电压@@的@@器件@@@@的@@@@需求@@，安森美@@开发@@了@@ 1700V M1 平面@@ EliteSiC MOSFET 系列@@产品@@@@，针对快速开关@@应用@@@@进行了优化@@。NTH4L028N170M1 是@@该系列@@首批器件@@中@@的@@@@一款@@@@，其@@ VDSS 为@@ 1700 V，具有更高@@的@@@@ VGS，为@@ -15/+25 V，并且@@@@其@@@@ RDS(ON) 典型@@值@@仅@@@@ 28 mW。

这些@@ 1700 V MOSFET 可在@@高@@达@@@@ 175°C 的@@结@@温@@@@ (Tj) 下工作@@，因而@@能够与@@更小@@@@的@@散热片结@@合使@@用@@@@@@，或@@者有时@@甚至@@@@不需要使@@用@@@@散热片@@。此@@外@@，NTH4L028N170M1 的@@第@@四个引脚@@上@@有一个开尔文源@@极@@连接@@（TO-247-4L 封装@@），用@@于@@降低@@@@导通@@功耗和@@栅@@极@@噪声@@。这些@@开关还提供@@@@@@ D2PAK–7L 封装@@，具有更低@@@@的@@@@封装@@寄生效应@@。

图@@ 3：安森美@@的@@@@新型@@@@@@ 1700 V EliteSiC MOSFET

采用@@@@ TO-247-3L 和@@ D2PAK-7L 封装@@的@@@@ 1700 V 1000 mWSiC MOSFET 也已投产@@，适用@@于@@@@电动汽车@@@@充电@@和@@可再生能源@@@@应用@@@@中@@@@的@@高@@可靠@@性@@辅助电源@@@@单元@@@@。

安森美@@开发@@了@@ D1 系列@@ 1700 V SiC 肖特基@@二极管@@@@。1700 V 的@@额定电压@@可在@@@@ VRRM 和@@反向@@重复峰值电压@@之间@@为@@器件@@提供@@更大的@@电压@@@@裕量@@。该系列@@器件@@具有更低@@@@的@@@@@@ VFM（最大@@正向@@@@电压@@@@）和@@出色的@@反向@@漏@@电流@@@@@@，有助于@@实现@@在@@@@高@@温高@@压下稳定运行的@@设计@@@@。

图@@ 4：安森美@@的@@@@新型@@@@@@ 1700 V 肖特基@@二极管@@@@

NDSH25170A 和@@ NDSH10170A 器件@@以@@@@ TO-247-2 封装@@和@@裸片两种形式供货@@，还提供@@@@ 100A 版本@@@@（无封装@@@@）。

供应链@@考量@@

由@@于@@@@可用@@@@组件短缺@@，一些@@电子行业领域的@@生产已受到@@影响@@。因此@@@@，在@@选择新技术@@产品@@的@@供应商@@时@@@@，务必考虑供应商@@按时@@履行订单的@@能力@@@@。为@@保障向@@客户的@@产品@@供应@@，安森美@@最近@@收购了@@ GT Advanced Technology (GTAT)，以@@利用@@@@@@ GTAT 在@@物流@@方面的@@专长和@@经验@@。安森美@@是@@@@目前@@为@@数不多具有端到@@端能力的@@大型@@@@ SiC 供应商@@，包括@@晶锭批量生长@@@@、衬底制备@@、外延@@、器件@@制造@@@@、集成@@模块@@和@@分立式封装@@解决方案@@@@。为@@了满足@@@@ SiC 应用@@@@的@@预期增长需求@@，安森美@@计划在@@@@ 2024 年@@之前@@将@@衬底业务的@@产能提高@@数倍@@@@，并扩大公司@@的@@器件@@@@和@@模块@@@@产能@@，在@@未来@@实现@@进一步扩张@@。

总@@结@@@@

在@@不断发展@@的@@汽车@@@@、可再生能源@@@@和@@工业@@应用@@@@中@@@@@@，工程师将@@能够借助@@@@ SiC 器件@@的@@@@特性@@@@，解决功率密度@@和@@散热方面的@@诸多挑战@@。凭借@@ 1700V 系列@@ SiC MOSFET 和@@二极管@@@@，安森美@@满足@@了市@@场对具有更高@@击穿电压@@的@@器件@@@@的@@@@需求@@。此@@外@@，安森美@@还为@@新兴的@@@@太阳能@@@@、固态变压器@@和@@固态断路器@@应用@@@@开发@@了@@ 2000V SiC MOSFET 技术@@。

从@@硅@@到@@碳化硅@@@@@@@@，更高@@能效是@@功率器件@@@@始终的@@追求@@

judy — Mon, 11 Sep 2023 08:59:08 +0000

随着@@新能源@@汽车@@和@@电动飞机概念的@@兴起@@，在@@可预见的@@未来@@@@里@@，电能都将@@会是@@人类社会发展@@的@@主@@要能源@@@@。然而@@@@，随着@@电气@@化在@@各行各业的@@渗透率不断提升@@@@，每年@@全社会对电能的@@消耗量都是@@一个天文数字@@。比@@如@@@@在@@中@@国@@，根据国家能源@@局发布的@@数据@@，2022年@@全社会用@@电量@@86,372亿千瓦时@@@@，同比@@增长@@3.6%；其@@中@@@@，高@@速发展@@的@@新能源@@汽车@@在@@整车制造@@方面@@，用@@电量大幅增长@@71.1%。

图@@1：全社会用@@电量统计@@（图@@源@@@@：贸泽电子@@）

各行业电气@@化进程逐渐深入后@@，我们也必须要考虑到@@一个严峻的@@问题@@，那就@@是@@节能@@。当@@前@@，任何一种用@@电设备在@@设计@@之初@@，都会将@@高@@能效和@@低@@能耗作为@@两大核心性能@@@@，变频空调@@、变频冰箱等@@就@@是@@其@@中@@@@典型@@的@@@@例子@@。

要想让设备不断实现@@更好@@的@@节能指标@@，用@@功率器件@@@@取代@@@@传统开关是@@必要的@@一步@@。可以@@说@@@@，功率器件@@@@创新的@@@@方向@@就@@是@@为@@了打造更节能的@@社会@@。在@@这里@@，我们将@@重点为@@大家推荐几款贸泽电子@@官网@@在@@售的@@功率@@器件@@@@@@，让大家有一个直观的@@感受@@：功率器件@@@@能够帮助大家成@@为@@节能达人@@。

降功耗@@、提密度@@是@@@@IGBT的@@优势@@@@

功率器件@@@@是@@半导体@@行业里面的@@一个重要分支@@，大量应用@@@@于@@消费@@电子@@@@、工业@@控制@@@@、交通能源@@@@、电力电网@@和@@航空航天@@等@@领域@@。从@@具体的@@设备来看@@，小@@到@@个人用@@手机和@@电脑的@@电源@@@@@@，大到@@电动汽车@@@@@@、高@@速列车@@、电网@@的@@逆变器@@@@，基本@@都是@@以@@功率器件@@@@为@@核心设计@@实现@@的@@@@。

在@@功率器件@@@@普及之前@@@@，各行各业靠低@@效@@、笨重的@@开关来控制@@电能@@，功率器件@@@@可以@@通过@@切换电路@@来控制@@电流@@@@@@，从@@而@@取代@@@@开关@@。相较而@@言@@@@，功率器件@@@@的@@优势@@@@@@包括@@开关速度快@@、开关损耗@@小@@@@、通态压降小@@@@、耐高@@温高@@压@@，以@@及功率密度@@高@@等@@@@。功率器件@@@@的@@典型@@性能@@优势@@决定了@@，这些@@器件@@能够从@@设备运转@@、设备待机和@@设备体积等@@多方面实现@@能耗的@@降低@@@@@@。

功率器件@@@@主@@要分为@@二极管@@@@、三极管@@、晶闸管@@、MOSFET和@@IGBT等@@。其@@中@@@@，IGBT（Insulated Gate Bipolar Transistor，绝缘栅@@双极型@@晶体管@@）是@@MOSFET（场效应晶体管@@）和@@BJT（Bipolar Junction Transistor，双极晶体管@@）的@@结@@合体@@，因此@@@@既有@@MOSFET的@@优势@@@@，也有@@BJT的@@优势@@@@。综合而@@言@@@@，IGBT的@@优势@@@@包括@@高@@电流@@@@@@@@、高@@电压@@@@、高@@效@@率@@@@、漏@@电流@@@@小@@@@、驱动@@电流@@@@小@@@@、开关速度快等@@@@，被广泛应用@@@@于@@电力控制@@系统@@中@@@@。

在@@低@@碳浪潮中@@@@，IGBT受到@@了热捧@@，其@@不仅@@器件@@可靠@@性更高@@@@@@，并且@@@@相较于@@@@传统的@@@@@@MOSFET、BJT，拥有更低@@@@的@@@@漏@@电流@@@@@@，因此@@@@器件@@损耗更低@@@@@@@@，在@@具体的@@使@@用@@@@过程中@@@@，借助@@IGBT只需要@@一个小@@的@@控制@@信号就@@能够控制@@很大的@@电流@@@@和@@电压@@@@，在@@节能的@@同时@@@@也显著提高@@了系统@@的@@效率@@@@。目前@@，IGBT器件@@依然在@@借助@@新工艺@@和@@新模块@@方案来进一步降低@@@@系统@@的@@能耗@@。

接下来我们将@@为@@大家重点介绍@@一款@@IGBT智能功率模块@@@@@@（IPM），来自@@@@制造@@商@@ROHM Semiconductor，贸泽电子@@官网@@上@@该器件@@的@@@@料号为@@@@BM63574S-VC。

图@@2：BM6337x/BM6357x IGBT智能功率模块@@@@@@（图@@源@@@@：贸泽电子@@）

BM63574S-VC是@@整个@@BM6337x/BM6357x IGBT智能功率模块@@@@@@阵营中@@的@@@@其@@中@@@@一款@@，这些@@IGBT IPM产品@@由@@栅@@极@@驱动@@器@@@@、自@@举二极管@@@@、IGBT和@@再生用@@快速反向@@恢复二极管@@组成@@@@，工作电压@@为@@@@600V，可支持@@的@@集电极电流@@@@最高@@可至@@@@30A。

通过@@下图@@可以@@看到@@@@@@，这些@@600V IGBT IPM具有三相@@DC/AC逆变器@@、低@@侧@@IGBT栅@@极@@驱动@@器@@（LVIC）、高@@侧@@IGBT门驱动@@等@@功能@@单元@@@@。其@@中@@@@，低@@侧@@IGBT栅@@极@@驱动@@器@@除了承担驱动@@电路@@的@@角色@@，还提供@@@@短路电流@@@@保护@@（SCP）、控制@@电源@@@@欠压锁定@@（UVLO）、热关断@@（TSD）、模拟@@信号温度输出@@（VOT）等@@保护功能@@；高@@侧@@IGBT门驱动@@器@@（HVIC）基于@@@@SOI（绝缘体上@@硅@@@@）工艺@@，除了本@@身的@@驱动@@电路@@@@，还提供@@@@高@@电压@@@@电平转换@@、自@@举二极管@@@@的@@电流@@@@限制@@@@、控制@@电源@@@@欠压锁定@@（UVLO）等@@功能@@。

图@@3：BM6337x/BM6357x IGBT智能功率模块@@@@@@系统@@框图@@@@（图@@源@@@@：ROHM Semiconductor）

可以@@说@@@@，BM6337x/BM6357x IGBT智能功率模块@@@@@@除了发挥@@IGBT本@@身的@@优势@@@@之外@@，也进行了很多针对性的@@创新@@。比@@如@@@@，在@@高@@侧@@@@IGBT门驱动@@器@@上@@采用@@@@@@SOI工艺@@，提高@@了开关频率和@@功率密度@@@@，降低@@@@了系统@@功耗@@，并简化了电路@@设计@@@@；高@@侧@@IGBT门驱动@@器@@中@@内@@置自@@举二极管@@@@@@，可由@@自@@举二极管@@@@供电@@，节省@@PCB面积并减少@@@@188足彩外围@@app 数量@@；另外@@，高@@侧@@和@@低@@侧@@@@IGBT门驱动@@器@@均有欠压锁定功能@@，能够防止@@IGBT模块@@工作在@@低@@效或@@危险状态@@。

图@@4：BM6337x/BM6357x IGBT智能功率模块@@@@@@典型@@应用@@@@电路@@@@（图@@源@@@@：ROHM Semiconductor）

这些@@600V IBGT IPM非常适用@@于@@@@@@AC100至@@240Vrms（直流@@电压@@@@：小@@于@@@@400V）类电机控制@@应用@@@@以@@及空调@@、洗衣机或@@冰箱用@@压缩机或@@电机控制@@等@@其@@他@@应用@@@@@@。

SiC让节能增效更进一步@@

从@@产业发展@@现状来看@@，目前@@硅@@是@@制造@@芯片@@和@@半导体@@器件@@最广泛的@@原材料@@@@，绝大多数的@@器件@@@@都是@@基于@@@@硅@@材料@@制造@@@@。不过@@，由@@于@@@@硅@@材料@@本@@身的@@限制@@@@，因此@@@@相关器件@@在@@高@@频@@@@和@@高@@功率应用@@@@方面愈发乏力@@，以@@SiC（碳化硅@@@@）为@@代@@表@@的@@第@@三代@@@@半导体@@大功率电力电子器件@@则是@@一个很好@@的@@补充@@。

根据市@@场调研机构@@Yole的@@统计数据@@，2021年@@全球@@@@SiC功率器件@@@@市@@场规模@@为@@@@10.90亿美元@@@@，预计@@2027年@@市@@场规模将@@达到@@@@62.97亿美元@@@@。之所以@@@@能够有如@@此@@快速的@@增长@@，离不开@@SiC功率器件@@@@的@@优良性能@@@@。SiC功率器件@@@@又被称为@@@@“绿色@@能源@@器件@@@@”，可显著降低@@@@电子设备的@@能耗@@。

图@@5：全球@@SiC功率器件@@@@市@@场规模@@（图@@源@@@@：Yole）

综合而@@言@@@@，SiC功率器件@@@@有三大方面的@@性能@@优势@@@@。

其@@一是@@材料@@本@@身@@，作为@@宽禁带半导体@@材料@@的@@代@@表@@@@，SiC具备良好@@的@@耐高@@温性@@、耐高@@压性和@@抗辐射性@@，显著提升@@器件@@功率密度@@@@；

其@@二是@@@@SiC功率器件@@@@拥有高@@击穿电场强@@度特性@@@@，有助于@@提高@@器件@@的@@@@功率@@范围@@，降低@@@@通电电阻@@@@，使@@其@@具备耐高@@压性和@@低@@能耗性@@；

其@@三是@@高@@饱和@@电子漂移速率特性@@@@，意味着更低@@@@的@@@@电阻@@@@，得以@@显著降低@@@@能量损失@@，简化周边被动器件@@@@。也就@@是@@说@@@@，无论是@@器件@@本@@身@@，还是@@@@基于@@@@@@SiC功率器件@@@@构建的@@电力系统@@@@，都会具备高@@能效@@、高@@功率密度@@的@@显著优势@@@@。

下面我们就@@来为@@大家推荐一款具备上@@述优势@@性能@@的@@@@SiC功率器件@@@@，来自@@@@制造@@商@@ROHM Semiconductor，贸泽电子@@官网@@上@@该器件@@的@@@@料号为@@@@SCT3060ARC14，属于@@@@ROHM Semiconductor SiC 4引脚@@沟槽式@@MOSFET中@@的@@@@一款@@。

图@@6：ROHM Semiconductor SiC 4引脚@@沟槽式@@MOSFET（图@@源@@@@：贸泽电子@@）

ROHM Semiconductor SiC 4引脚@@沟槽式@@MOSFET原理上@@在@@开关过程中@@不会产生拖尾电流@@@@@@，可高@@速运行且@@开关损耗@@低@@@@。因此@@@@与@@传统@@的@@@@硅@@解决方案@@相比@@@@@@@@，SiC MOSFET具有更低@@@@的@@@@导通@@电阻@@@@和@@更快的@@恢复速度@@。

这些@@SiC MOSFET采用@@@@TO-247-4L封装@@，这是@@一种高@@效@@的@@@@封装@@方式@@，具有独立的@@电源@@@@和@@驱动@@器源@@极@@引脚@@@@，通过@@开尔文源@@极@@引脚@@将@@栅@@极@@驱动@@回路与@@电源@@@@端子分开@@。因此@@@@，由@@于@@@@源@@电流@@@@的@@上@@升@@，导通@@过程不会因电压@@下降而@@减慢@@，从@@而@@进一步显著降低@@@@导通@@损耗@@。

图@@7：ROHM Semiconductor SiC 4引脚@@沟槽式@@MOSFET引脚@@示意图@@@@（图@@源@@@@：ROHM Semiconductor）

这些@@SiC MOSFET提供@@650V和@@1200V两种型@@号@@@@，是@@服务器@@电源@@@@@@、太阳能@@逆变器@@@@和@@电动汽车@@@@充电@@桩的@@理想选择@@，当@@然@@也可以@@将@@其@@应用@@@@于@@@@DC-DC转换器@@、开关电源@@@@@@和@@感应加热等@@应用@@@@方向@@@@。

传统功率器件@@@@的@@节能趋势@@

上@@面我们已经提到@@了@@，功率器件@@@@的@@种类非常丰富@@，为@@了满足@@@@行业对节能增效的@@需求@@，不只是@@@@IGBT和@@SiC MOSFET这样的@@热门器件@@在@@不断更新迭代@@@@，传统功率器件@@@@也在@@进行积极创新@@。

目前@@，功率器件@@@@的@@创新点有很多@@。比@@如@@@@SiC和@@GaN（氮化镓@@）这些@@属于@@@@材料@@级别的@@创新@@；也有@@结@@构@@和@@工艺@@的@@创新@@，异质结@@构@@器件@@@@、复合型@@器件@@@@、磁隔离型@@器件@@等@@都是@@较新的@@器件@@@@结@@构@@@@@@，制造@@工艺@@和@@封装@@工艺@@也在@@不断升级@@；当@@然@@，还有智能化和@@可重构的@@趋势@@，让功率器件@@@@的@@使@@用@@@@可以@@更加灵活@@。

接下来我们通过@@一颗具体的@@器件@@@@来看一下@@，该器件@@来自@@@@制造@@商@@@@Nexperia，贸泽电子@@官网@@上@@的@@@@料号为@@@@BC857BW-QX。

图@@8：BC857BW-QX（图@@源@@@@：贸泽电子@@）

BC857BW-QX为@@一款@@PNP通用@@晶体管@@，其@@具有低@@电流@@@@和@@低@@电压@@特性@@@@，最大@@电流@@@@为@@@@100mA，最大@@电压@@为@@@@65V，可以@@帮助系统@@具备低@@功耗的@@优势@@@@@@。

除了器件@@本@@身的@@特性@@@@@@，BC857BW-QX在@@封装@@方式上@@采用@@@@@@SOT323表@@面贴装的@@方式@@，这是@@一种非常小@@的@@封装@@@@方式@@，并且@@@@由@@过去@@数十年@@来一直使@@用@@@@的@@@@SOT23封装@@发展@@而@@来@@，因此@@@@具备小@@型@@化和@@高@@可靠@@的@@优势@@@@@@。所以@@@@，从@@器件@@本@@身来说@@@@，BC857BW-QX是@@一颗小@@型@@化和@@低@@功耗的@@器件@@@@@@，也能够在@@系统@@中@@发挥同样@@的@@优势@@@@@@，帮助打造高@@功率密度@@的@@产品@@@@。

BC857BW-QX符合@@AEC-Q101车规级@@认证@@，适用@@于@@@@汽车@@应用@@@@中@@@@的@@开关和@@放大应用@@@@@@。

智能化和@@可重构是@@未来@@的@@大趋势@@

上@@述内@@容我们主@@要通过@@功率器件@@@@的@@材料@@@@、结@@构@@、封装@@和@@模块@@@@等@@方向@@来阐述功率器件@@@@的@@低@@功耗发展@@趋势@@，这样的@@性能@@优势@@让大家在@@使@@用@@@@过程中@@@@，可以@@较为@@从@@容地应对越来越严苛的@@高@@能效@@要求@@，成@@为@@社会应用@@@@创新中@@的@@@@节能达人@@。

面向@@未来@@@@，除了从@@器件@@本@@身和@@应用@@@@电路@@方面继续突破以@@外@@，功率器件@@@@也必须要更重视和@@人工智能@@@@、物联网@@@@技术@@的@@结@@合@@，需要具有智能化和@@可重构的@@特点@@，以@@适应智能化@@、自@@适应的@@电力电子应用@@@@@@。当@@具备这样的@@优势@@@@之后@@，功率器件@@@@将@@能够赋能更多的@@终端领域@@，开启节能@@、高@@效@@、智能的@@新时@@代@@@@。

本@@文转载自@@@@：贸泽电子@@微信公众号@@@@

以@@更小@@@@封装@@实现@@更大开关功率@@，Qorvo SiC FET如@@何做到@@的@@@@？

judy — Fri, 01 Sep 2023 02:37:53 +0000

本@@文作者@@@@：David Schnaufer，Qorvo技术@@营销传播经理@@

每隔一段时@@间便会偶尔出现全新的@@半导体@@开关@@技术@@@@；当@@这些@@技术@@进入市@@场时@@@@，便会产生巨大的@@影响@@。使@@用@@@@碳化硅@@@@@@（SiC）和@@氮化镓@@@@（GaN）等@@宽带隙@@材料@@的@@器件@@@@技术@@无疑已经做到@@了这一点@@。与@@传统@@硅@@基@@产品@@相比@@@@@@，这些@@宽带隙@@技术@@材料@@在@@提升@@功率转换效率@@和@@缩减尺寸@@方面都有了@@质的@@飞跃@@。

凭借@@SiC在@@缩减尺寸@@方面的@@全新能力@@，Qorvo的@@SiC FET技术@@用@@于@@采用@@@@@@TO-Leadless（TOLL）封装@@的@@@@750V器件@@开发@@@@，并扩大了其@@领先优势@@@@。那么@@，如@@此@@小@@巧的@@@@TOLL封装@@能带来什么@@？这正是@@我们下面要深入探讨的@@问题@@。

封装@@因素@@

与@@TO-247和@@D2PAK相比@@@@，TOLL封装@@的@@@@体积缩小@@了@@30%，高@@度降低@@@@了一半@@，仅@@为@@@@2.3毫米@@。因此@@@@，就@@尺寸@@而@@言@@@@，其@@显著优于@@@@TO-247和@@D2PAK标准@@封装@@@@。除了这些@@品质外@@，Qorvo的@@SiC-FET还为@@客户的@@整体最终设计@@提供@@了其@@它关键因素@@。下面我们将@@对此@@做简要介绍@@@@。

权衡考虑@@

与@@任何半导体@@技术@@一样@@，设计@@工程师在@@创建应用@@@@时@@必须对参数的@@权衡加以@@考虑@@。任何设计@@工程师所能期望的@@最好@@结@@果就@@是@@找到@@一个最佳的@@中@@间地带@@。事实上@@@@，Qorvo的@@SiC-FET具有业内@@最低@@的@@@@ RDS(ON)。更低@@@@的@@@@RDS(ON)允许使@@用@@@@较小@@的@@封装@@@@获得较高@@的@@额定电流@@@@@@。因此@@@@，通过@@减小@@尺寸@@@@，我们可以@@在@@@@@@TOLL封装@@内@@放置一个@@750V SiC-FET。

RDS(ON)与@@效率@@的@@关系@@：

所有@@FET在@@传导过程中@@都会产生一定的@@功率@@损耗@@@@。传导中@@的@@@@功率@@损耗@@与@@额定@@RDS(ON)值成@@正比@@@@@@@@；这种@@损耗等@@效于@@系统@@效率@@的@@下降@@。通常@@情况@@下@@，要达到@@较低@@的@@@@@@RDS(ON)，就@@需要增大@@FET的@@尺寸@@@@；然而@@@@，这就@@相当@@于@@在@@降低@@@@传导损耗的@@同时@@@@@@，增大了半导体@@尺寸@@@@（见下图@@@@1）。而@@增大@@FET尺寸@@便意味着增加了成@@本@@@@和@@@@开关损耗@@@@。显然@@，成@@本@@@@和@@@@RDS(ON)之间@@存在@@着折衷@@。就@@Qorvo的@@SiC-FET而@@言@@，由@@于@@@@188足彩外围@@app 的@@整体尺寸@@远远小@@于@@@@竞争对手@@SiC、硅@@或@@@@GaN功率技术@@产品@@@@，因而@@能够将@@这种@@折衷降至@@最低@@@@（见图@@@@3 左@@图@@@@）。

图@@1：RDS(ON)与@@Eon和@@Eoff间的@@权衡@@

如@@上@@图@@所示@@@@，不仅@@在@@@@RDS(ON)和@@尺寸@@间存在@@权衡取舍@@，开关能量@@和@@@@RDS(ON)之间@@也是@@如@@此@@@@。随着@@器件@@@@RDS(ON)的@@增加@@，开关能量@@（Eon和@@Eoff）也会增加@@；也就@@是@@说@@@@，当@@RDS(ON)和@@传导损耗走向@@更低@@@@的@@@@方向@@@@，Eon和@@Eoff开关损耗@@也会增加@@@@。在@@电动@@车@@DC/DC转换器@@或@@功率因数校正@@（PFC）解决方案@@等@@硬开关@@应用@@@@中@@@@@@，这两个参数间的@@权衡@@带来更大的@@挑战@@。但@@最终@@，通过@@平衡这两个参数@@，可以@@实现@@@@优化的@@结@@果@@。将@@Qorvo的@@SiC-FET与@@其@@它电源@@@@技术@@进行比@@较@@@@，可以@@发现两者的@@竞争优势@@基本@@相当@@@@。

RDS(ON)与@@FET输出电容@@@@：

在@@电动@@车@@用@@@@DC/DC转换器@@等@@软开关应用@@@@中@@@@@@，RDS(ON)与@@Coss(tr)或@@FET输出电容@@@@（tr-表@@示@@与@@时@@间相关@@）间需进行权衡@@（参见下图@@@@@@）；器件@@ RDS(ON)越低@@@@，Coss(tr)越大@@。在@@软开关应用@@@@中@@@@@@，Coss(tr)是@@决定@@FET工作频率的@@关键因素@@。输出电容@@@@越小@@@@，工作频率就@@越高@@@@。在@@软开关应用@@@@中@@@@@@，则要在@@这两个参数间做出选择@@，以@@确保系统@@达到@@最佳工作频率@@。也就@@是@@说@@@@，如@@图@@@@ 3 右@@侧所示@@@@，Qorvo的@@SiC-FET技术@@在@@给定@@Coss(tr)的@@情况@@下@@具有更低@@@@的@@@@总@@@@RDS(ON)，使@@得@@Qorvo的@@SiC-FET技术@@在@@许多软开关应用@@@@中@@@@更具优势@@@@。

图@@2：RDS(on)和@@Coss(tr)间的@@权衡@@

如@@下图@@所示@@@@，综合权衡这些@@取舍并考虑竞争因素后可以@@看到@@@@@@，较低@@的@@@@RDS(ON)在@@硬开关@@和@@软开关情况@@下均拥有巨大优势@@@@，而@@在@@软开关应用@@@@中@@@@@@优势@@更大@@。

图@@ 3：比@@较@@25°C和@@125°C时@@650V与@@750V等@@级@@的@@@@SiC技术@@

与@@硅@@基@@@@MOSFET相比@@@@，Qorvo SiC-FET在@@软开关应用@@@@中@@@@@@具有更低@@@@的@@@@传导损耗和@@更高@@的@@工作频率@@，并且@@@@在@@@@硬开关@@应用@@@@中@@@@开关损耗@@也更低@@@@@@。同市@@场上@@其@@它@@SiC技术@@相比@@@@@@，Qorvo SiC-FET具有更高@@的@@@@工作频率和@@更低@@@@的@@@@传导损耗@@。

纵观市@@场上@@其@@它厂商的@@@@TOLL封装@@产品@@@@，我们可以@@发现它们在@@电压@@等@@级@@和@@@@RDS(ON)参数方面均落后于@@@@Qorvo。这是@@由@@@@于@@@@@@Qorvo的@@SiC-FET技术@@具有同类最佳的@@特定导通@@电阻@@@@；这意味着@@可以@@使@@用@@@@更小@@@@的@@封装@@@@类型@@@@，但@@仍能实现@@最低@@的@@总@@电阻@@@@。下图@@显示了@@@@Qorvo的@@SiC FET（UJ4SC075005L8S器件@@）与@@其@@它同类最佳@@TOLL封装@@器件@@@@、硅@@基@@MOSFET、GaN HEMT单元@@，和@@SiC MOSFET在@@25°C和@@125°C时@@的@@比@@较@@@@@@。

图@@4：TOLL封装@@、600-750V等@@级@@、25°C和@@125°C时@@的@@开关导通@@电阻@@比@@较@@@@。

你没看错@@，这个对比@@尺度没有任何问题@@——SiC FET比@@最接近的@@供应商@@好@@@@4倍@@，比@@TOLL封装@@的@@@@GaN高@@约@@10倍@@！同样@@重要的@@是@@@@，SiC FET的@@额定电压@@为@@@@750V，具有强@@大@@的@@雪崩@@特性@@@@。其@@它器件@@的@@@@额定电压@@仅@@为@@@@@@600/650V，而@@GaN HEMT单元@@则没有雪崩@@额定电压@@@@。

如@@上@@所述的@@诸多优势@@@@，同时@@@@在@@较小@@的@@@@TOLL封装@@中@@@@采用@@@@额定电压@@更高@@的@@开关@@，则意味着更高@@的@@成@@本@@@@效益@@。

最佳应用@@@@切入点@@

采用@@@@TOLL封装@@的@@@@SiC-FET功率开关的@@重点应用@@@@场景为@@功率密度@@至@@关重要的@@的@@领域@@，功率范围在@@几百瓦到@@@@@@10千瓦以@@上@@@@@@；包括@@电视@@、电池@@充电@@器@@@@和@@便携式发电站中@@的@@@@开关模式功率转换@@，以@@及数据通信@@、太阳能@@，及储能逆变器@@中@@的@@@@电源@@@@@@。作为@@断路器@@，这些@@设备可用@@@@于@@建筑配电板和@@电动汽车@@@@充电@@器@@@@。

空间在@@许多此@@类应用@@@@中@@@@非常宝贵@@，与@@其@@它供应商@@相比@@@@@@，TOLL封装@@的@@@@SiC FET是@@一种具有成@@本@@@@效益的@@解决方案@@@@@@，适合@@在@@有限的@@空间内@@使@@用@@@@@@，所需的@@散热片成@@本@@@@也较低@@@@；此@@外@@还通过@@采用@@@@无引线@@@@布置和@@开尔文连接最大@@限度地减少@@了连接电感@@，从@@而@@实现@@了低@@动态损耗的@@快速开关@@@@。

东芝@@推出用@@于@@工业@@@@设备@@的@@第@@@@3代@@碳化硅@@@@@@MOSFET，采用@@@@可降低@@@@@@开关损耗@@@@@@的@@@@4引脚@@封装@@@@

judy — Thu, 31 Aug 2023 06:30:12 +0000

东芝@@电子@@188足彩外围@@app 及存储装置株式会社@@（“东芝@@”）今日宣布@@，推出采用@@@@有助于@@降低@@@@开关损耗@@@@的@@@@4引脚@@TO-247-4L(X)封装@@的@@@@碳化硅@@@@@@（SiC）MOSFET---“TWxxxZxxxC系列@@”，该产品@@采用@@@@东芝@@最新的@@@@@@[1]第@@3代@@碳化硅@@@@@@MOSFET芯片@@，用@@于@@支持@@工业@@设备@@应用@@@@@@。该系列@@中@@五款额定电压@@为@@@@650V，另外@@五款额定电压@@为@@@@1200V，十款产品@@于@@今日开始批量出货@@。

新产品@@是@@东芝@@碳化硅@@@@@@MOSFET产品@@线中@@首批采用@@@@@@4引脚@@TO-247-4L(X)封装@@的@@@@产品@@@@，其@@封装@@支持@@栅@@极@@驱动@@信号源@@极@@端使@@用@@@@开尔文连接@@@@，有助于@@减少@@封装@@内@@源@@极@@线电感的@@影响@@，从@@而@@提高@@高@@速开关性能@@@@。与@@东芝@@目前@@采用@@@@@@3引脚@@TO-247封装@@的@@@@产品@@@@TW045N120C相比@@@@，新型@@@@TW045Z120C的@@开通@@损耗@@降低@@@@了约@@40%，关断损耗@@降低@@@@了约@@34%[2]。这一改善有助于@@降低@@@@设备功率损耗@@。

使@@用@@@@SiC MOSFET的@@3相逆变器@@@@参考设计@@@@已在@@东芝@@官网@@发布@@。

东芝@@将@@继续扩大自@@身产品@@线@@，进一步契合市@@场趋势@@，并助力用@@户提高@@设备效率@@@@，扩大功率容量@@。

使@@用@@@@新型@@@@@@SiC MOSFET的@@3相逆变器@@@@

使@@用@@@@SiC MOSFET的@@3相逆变器@@@@

简易方框图@@@@

应用@@@@：
- 开关电源@@@@@@（服务器@@、数据中@@心@@、通信设备等@@@@）
- 电动汽车@@@@充电@@站@@
- 光伏@@变频器@@
- 不间断电源@@@@@@（UPS）

特性@@：
- 4引脚@@TO-247-4L(X)封装@@：
栅@@极@@驱动@@信号源@@极@@端使@@用@@@@开尔文连接@@，可降低@@@@@@开关损耗@@@@@@
- 第@@3代@@碳化硅@@@@@@MOSFET
- 低@@漏@@源@@导通@@电阻@@@@×栅@@漏@@电荷@@@@
- 低@@二极管@@正向@@@@电压@@@@：VDSF＝-1.35V（典型@@值@@）（VGS＝-5V）

主@@要规格@@@@：

（除非另有说@@明@@，Ta＝25℃）

器件@@型@@号@@	封装@@	绝对@@最大@@额定值@@@@			电气@@特征@@@@							库存查询与@@购买@@
		漏@@ 源@@ 电压@@ VDSS （V）	栅@@ 源@@ 电压@@ VGSS （V）	漏@@极@@ 电流@@@@ （DC） ID （A）	漏@@ 源@@ 导通@@ 电阻@@ RDS(ON) （mΩ）	栅@@极@@ 阈值@@ 电压@@ Vth （V）	总@@ 栅@@极@@ 电荷@@ Qg （nC）	栅@@ 漏@@ 电荷@@ Qgd （nC）	输入@@ 电容@@ Ciss （pF）		二极管@@ 正向@@@@ 电压@@ VDSF （V）
				Tc＝25℃	VGS＝18V	VDS＝10V	VGS＝18V	VGS＝18V	典型@@值@@	测量@@ 条件@@ VDS （V）	VGS＝-5V
				Tc＝25℃	典型@@值@@	VDS＝10V	典型@@值@@	典型@@值@@	典型@@值@@	测量@@ 条件@@ VDS （V）	典型@@值@@
TW015Z120C	TO-247-4L(X)	1200	-10至@@25	100	15	3.0至@@5.0	158	23	6000	800	-1.35	在@@线购买@@
TW030Z120C				60	30		82	13	2925			在@@线购买@@
TW045Z120C				40	45		57	8.9	1969			在@@线购买@@
TW060Z120C				36	60		46	7.8	1530			在@@线购买@@
TW140Z120C				20	140		24	4.2	691			在@@线购买@@
TW015Z65C		650		100	15		128	19	4850	400		在@@线购买@@
TW027Z65C				58	27		65	10	2288			在@@线购买@@
TW048Z65C				40	48		41	6.2	1362			在@@线购买@@
TW083Z65C				30	83		28	3.9	873			在@@线购买@@
TW107Z65C				20	107		21	2.3	600			在@@线购买@@

注@@：
[1] 截至@@@@2023年@@8月@@
[2] 截至@@@@2023年@@8月@@，东芝@@测量@@值@@（测量@@条件@@@@：VDD＝800V、VGG＝+18V／0V、ID＝20A、RG＝4.7Ω、L＝100μH、Ta＝25℃）

如@@需了解@@@@有关@@新产品@@的@@更多信息@@@@，请访问@@@@以@@下@@网@@址@@：
TW015Z120C
https://toshiba-semicon-storage.com/cn/semiconductor/product/mosfets/det...

TW030Z120C
https://toshiba-semicon-storage.com/cn/semiconductor/product/mosfets/det...

TW045Z120C
https://toshiba-semicon-storage.com/cn/semiconductor/product/mosfets/det...

TW060Z120C
https://toshiba-semicon-storage.com/cn/semiconductor/product/mosfets/det...

TW140Z120C
https://toshiba-semicon-storage.com/cn/semiconductor/product/mosfets/det...

TW015Z65C
https://toshiba-semicon-storage.com/cn/semiconductor/product/mosfets/det...

TW027Z65C
https://toshiba-semicon-storage.com/cn/semiconductor/product/mosfets/det...

TW048Z65C
https://toshiba-semicon-storage.com/cn/semiconductor/product/mosfets/det...

TW083Z65C
https://toshiba-semicon-storage.com/cn/semiconductor/product/mosfets/det...

TW107Z65C
https://toshiba-semicon-storage.com/cn/semiconductor/product/mosfets/det...

如@@需了解@@@@东芝@@@@MOSFET产品@@的@@更多信息@@，请访问@@@@以@@下@@网@@址@@：
MOSFET
https://toshiba-semicon-storage.com/cn/semiconductor/product/mosfets.html

有关@@更多东芝@@解决方案@@的@@相关信息@@，请访问@@@@：
应用@@@@
服务器@@
https://toshiba-semicon-storage.com/cn/semiconductor/application/server....
不间断电源@@@@@@
https://toshiba-semicon-storage.com/cn/semiconductor/application/uninter...
LED照明@@
https://toshiba.semicon-storage.com/cn/semiconductor/application/led-lig...

关于@@@@东芝@@电子@@@@188足彩外围@@app 及存储装置株式会社@@

东芝@@电子@@188足彩外围@@app 及存储装置株式会社@@是@@先进的@@@@半导体@@和@@存储解决方案@@的@@领先供应商@@@@，公司@@累积了半个多世纪的@@经验和@@创新@@，为@@客户和@@合作伙伴提供@@分立半导体@@@@、系统@@LSI和@@HDD领域的@@杰出解决方案@@@@。

公司@@22,200名员工遍布世界各地@@，致力于@@实现@@产品@@价值的@@最大@@化@@，东芝@@电子@@188足彩外围@@app 及存储装置株式会社@@十分注@@重与@@客户的@@密切协作@@，旨在@@促进价值共创@@，共同开拓新市@@场@@，公司@@现已拥有超过@@8,598亿日元@@（62亿美元@@@@）的@@年@@销售额@@，期待为@@世界各地的@@人们建设更美好@@的@@未来@@@@并做出贡献@@。

如@@需了解@@@@有关@@东芝@@电子@@@@188足彩外围@@app 及存储装置株式会社@@的@@更多信息@@，请访问@@@@以@@下@@网@@址@@：https://toshiba-semicon-storage.com

东芝@@开发@@出首款@@2200V双碳化硅@@@@@@（SiC）MOSFET模块@@，助力工业@@设备@@的@@高@@效@@率@@@@和@@小@@型@@化@@

judy — Tue, 29 Aug 2023 07:02:21 +0000

东芝@@电子@@188足彩外围@@app 及存储装置株式会社@@（“东芝@@”）今日宣布@@，推出业界首款@@[1]2200V双碳化硅@@@@@@（SiC）MOSFET模块@@---“MG250YD2YMS3”。新模块@@采用@@@@@@东芝@@第@@@@3代@@SiC MOSFET芯片@@，其@@漏@@极@@@@电流@@@@@@@@（DC）额定值@@为@@@@250A，适用@@于@@@@光伏@@发电系统@@和@@储能系统@@@@等@@使@@用@@@@@@DC 1500V的@@应用@@@@@@。该产品@@于@@今日开始支持@@批量出货@@。

类似上@@述的@@工业@@应用@@@@通常@@使@@用@@@@@@DC 1000V或@@更低@@@@功率@@，其@@功率器件@@@@多为@@@@1200V或@@1700V产品@@。然而@@@@，预计@@未来@@几年@@内@@@@DC 1500V将@@得到@@广泛应用@@@@@@，因此@@@@东芝@@发布了业界首款@@2200V产品@@。

MG250YD2YMS3具有低@@导通@@损耗和@@@@0.7V（典型@@值@@）的@@低@@漏@@极@@@@@@-源@@极@@导通@@电压@@@@（传感器@@）[2]。此@@外@@，它还具有较低@@的@@@@开通@@和@@关断损耗@@@@，分别为@@@@14mJ（典型@@值@@）[3]和@@11mJ（典型@@值@@）[3]，与@@典型@@的@@@@硅@@@@（Si）IGBT相比@@@@降低@@@@了约@@90%[4]。这些@@特性@@均有助于@@提高@@设备效率@@@@。由@@于@@@@MG250YD2YMS3可实现@@较低@@的@@@@开关损耗@@@@，用@@户可采用@@@@模块@@数量@@更少的@@两电平电路@@取代@@@@传统的@@三电平电路@@@@，有助于@@设备的@@小@@型@@化@@。

东芝@@将@@不断创新@@，持续满足@@市@@场对高@@效@@率@@@@和@@工业@@设备@@小@@型@@化的@@需求@@。

应用@@@@：

工业@@设备@@
- 可再生能源@@@@发电系统@@@@（光伏@@发电系统@@等@@@@）
- 储能系统@@@@
- 工业@@设备@@用@@电机控制@@设备@@
- 高@@频@@DC-DC转换器@@等@@设备@@

特性@@：
- 低@@漏@@极@@@@-源@@极@@导通@@电压@@@@（传感器@@）：
VDS(on)sense＝0.7V（典型@@值@@）（ID＝250A、VGS＝＋20V、Tch＝25℃）
- 低@@开通@@损耗@@@@：
Eon＝14mJ（典型@@值@@）（VDD＝1100V、ID＝250A、Tch＝150℃）
- 低@@关断损耗@@@@：
Eoff＝11mJ（典型@@值@@）（VDD＝1100V、ID＝250A、Tch＝150℃）
- 低@@寄生电感@@@@：
LsPN＝12nH（典型@@值@@）

主@@要规格@@@@：

（除非另有说@@明@@，Ta＝25℃）

器件@@型@@号@@				MG250YD2YMS3
东芝@@封装@@名称@@				2-153A1A
绝对@@ 最大@@ 额定值@@	漏@@源@@电压@@@@VDSS（V）			2200
	栅@@源@@电压@@@@VGSS（V）			＋25／－10
	漏@@极@@电流@@@@@@（DC）ID（A）			250
	漏@@极@@电流@@@@@@（脉冲@@）IDP（A）			500
	结@@温@@Tch（℃）			150
	绝缘电压@@@@Visol（Vrms）			4000
电气@@ 特性@@	漏@@极@@-源@@极@@导通@@电压@@@@（传感器@@）： VDS(on)sense（V）	ID＝250A、VGS＝＋20V、 Tch＝25℃	典型@@值@@	0.7
	源@@极@@-漏@@极@@导通@@电压@@@@（传感器@@）： VSD(on)sense（V）	IS＝250A、VGS＝＋20V、 Tch＝25℃	典型@@值@@	0.7
	源@@极@@-漏@@极@@关断电压@@@@（传感器@@）： VSD(off)sense（V）	IS＝250A、VGS＝－6V、 Tch＝25℃	典型@@值@@	1.6
	开通@@损耗@@ Eon（mJ）	VDD＝1100V、 ID＝250A、Tch＝150℃	典型@@值@@	14
	关断损耗@@ Eoff（mJ）		典型@@值@@	11
	寄生电感@@LsPN（nH）		典型@@值@@	12

注@@：
[1] 采样范围仅@@限于@@双@@SiC MOSFET模块@@。数据基于@@@@东芝@@截至@@@@@@2023年@@8月@@的@@调研@@。
[2] 测量@@条件@@@@：ID＝250A、VGS＝＋20V、Tch＝25℃
[3] 测量@@条件@@@@：VDD＝1100V、ID＝250A、Tch＝150℃
[4] 截至@@@@2023年@@8月@@，东芝@@对@@2300V Si模块@@和@@新型@@@@@@SiC MOSFET芯片@@MG250YD2YMS3开关损耗@@进行比@@较@@@@（2300V Si模块@@的@@@@性能@@值是@@东芝@@根据@@2023年@@3月@@或@@之前@@发表@@的@@论文做出的@@预估@@）。

如@@需了解@@@@相关新产品@@的@@更多信息@@@@，请访问@@@@以@@下@@网@@址@@：

MG250YD2YMS3
https://toshiba-semicon-storage.com/cn/semiconductor/product/mosfets/sic...

如@@需了解@@@@东芝@@@@碳化硅@@@@功率器件@@@@@@的@@更多信息@@，请访问@@@@以@@下@@网@@址@@：

碳化硅@@@@功率器件@@@@@@
https://toshiba-semicon-storage.com/cn/semiconductor/product/sic-power-d...

关于@@@@东芝@@电子@@@@188足彩外围@@app 及存储装置株式会社@@

如@@需了解@@@@有关@@东芝@@电子@@@@188足彩外围@@app 及存储装置株式会社@@的@@更多信息@@，请访问@@@@以@@下@@网@@址@@：https://toshiba-semicon-storage.com

如@@何在@@有限空间里实现@@高@@性能@@@@？结@@合最低@@特定@@RDS(On)与@@表@@面贴装技术@@是@@个好@@方法@@！

judy — Fri, 25 Aug 2023 03:29:59 +0000

作者@@：Pete Losee，来源@@@@：Qorvo半导体@@

SiC FET在@@共源@@共栅@@@@结@@构@@@@中@@结@@合硅@@基@@@@MOSFET和@@SiC JFET，带来最新宽带隙@@半导体@@技术@@的@@性能@@优势@@@@，以@@及成@@熟硅@@基@@功率器件@@@@的@@易用@@性@@。SiC FET现可采用@@@@表@@面贴装@@TOLL封装@@，由@@此@@@@增加了自@@动装配的@@便利性@@，同时@@@@减少@@了@@188足彩外围@@app 尺寸@@，并达成@@出色的@@热特性@@@@，在@@功率转换应用@@@@中@@@@实现@@了功率密度@@最大@@化和@@系统@@成@@本@@@@最小@@化@@。

宽带隙@@（WBG）半导体@@开关@@，如@@碳化硅@@@@共源@@共栅@@@@结@@构@@@@@@FET（以@@下@@简称@@“SiC FET”）和@@SiC MOSFET的@@性能@@与@@其@@封装@@密切相关@@。在@@纯@@技术@@层面@@，纳秒级的@@开关速度@@和@@较低@@的@@@@比@@导通@@电阻@@带来非常低@@的@@损耗@@；在@@相同的@@芯片@@尺寸@@@@下@@，可以@@处理比@@硅@@基@@材料@@高@@得多的@@电流@@@@水平@@。然而@@@@，对外界的@@热阻@@@@实际上@@@@限制@@了实际功率转换电路@@中@@的@@@@结@@温@@@@@@，而@@且@@@@任何引线@@电感都会影响可达@@到@@的@@开关速度@@@@，因此@@@@器件@@制造@@@@商提供@@了不同@@的@@封装@@@@技术@@@@，以@@根据应用@@@@要求获得最佳性能@@@@。

图@@1：Qorvo SiC FET——硅@@基@@MOSFET和@@SiC JFET的@@“共源@@共栅@@@@”结@@构@@。

不同@@的@@封装@@@@适合@@不同@@的@@应用@@@@@@@@

为@@什么@@SiC FET的@@最佳封装@@取方式决于@@具体应用@@@@@@？带有大@@tab接点的@@传统通孔引线@@封装@@@@（如@@TO-247样式@@）可能极具吸引力@@；其@@允许在@@使@@用@@@@硅@@基@@@@MOSFET甚至@@@@IGBT的@@现有设计@@中@@向@@后兼容@@。事实上@@@@，SiC共源@@共栅@@@@结@@构@@@@FET的@@一个重要优势@@是@@它与@@旧技术@@的@@引脚@@兼容和@@栅@@极@@驱动@@相似性@@，这使@@得@@仅@@需对电路@@@@188足彩外围@@app 进行微小@@改动便能轻松升级@@，从@@而@@显著提升@@效率@@或@@功率等@@级@@@@。

TO-247器件@@的@@@@大焊盘面积也非常适合@@直接连接至@@散热器@@@@，以@@获得数十瓦的@@耗散和@@较低@@的@@@@结@@温@@上@@升幅度@@。然而@@@@，这种@@封装@@的@@@@缺点为@@体积大@@、由@@机械装配导致的@@较高@@人工成@@本@@@@@@，以@@及引线@@电感和@@电阻@@@@。因此@@@@，特别在@@高@@功率密度@@设计@@中@@@@，通常@@倾向@@于@@采用@@@@表@@面贴装技术@@@@（SMT）封装@@；它可以@@自@@动放置元器件@@并采用@@@@回流@@焊接@@，与@@PCB连接处的@@电阻@@及电感也实现@@最小@@化@@，接近于@@零@@。然而@@@@，此@@种方式可能会导致较低@@的@@@@排热效率@@@@；其@@散热路径通常@@通过@@@@电气@@终端进入@@PCB。这可能会限制@@大功率应用@@@@的@@运行@@，而@@这也正是@@@@WBG器件@@的@@@@优势@@@@所在@@@@。

基于@@@@封装@@方式的@@局限进行价值评估@@

PCB走线和@@封装@@引线@@的@@电感及杂散电容@@@@，会由@@于@@@@@@WBG器件@@的@@@@快速电压@@和@@电流@@@@边缘速率而@@产生瞬态电压@@和@@电流@@@@@@；例如@@@@，SiC具备超过@@100 kV/µs和@@1000 A/µs（图@@2）的@@能力@@，这有助于@@实现@@低@@开关损耗@@@@@@，特别是@@在@@@@“硬开关@@”功率转换拓扑结@@构@@@@中@@@@。

然而@@@@，依据我们十分熟悉的@@公式@@：V = -L di/dt，仅@@仅@@@@10nH或@@大约@@10mm的@@引线@@长度就@@会由@@于@@@@@@这个电流@@@@边缘速率而@@产生@@10V的@@尖峰@@。如@@果@@该引线@@为@@源@@极@@连接@@，且@@与@@栅@@极@@驱动@@回路共用@@@@，则会向@@栅@@极@@电路@@导入@@10V的@@电压@@@@，从@@而@@影响栅@@极@@去偏和@@抗噪能力@@，造成@@更高@@的@@功率@@损耗@@@@。同样@@，仅@@仅@@@@10pF的@@杂散电容@@与@@@@100 kV/µs的@@边缘速率@@，会根据@@I = C dV/dt的@@公式产生@@1安培@@位移电流@@@@@@；其@@不确定的@@回流@@路径还可能包括@@敏感信号连接@@。电容@@还会与@@杂散电感一并引发@@，可能造成@@电路@@不稳定和@@产生不良的@@@@EMI特征@@。

图@@2：采用@@@@Qorvo SiC FET所产生的@@电路@@边缘速率示例@@

当@@然@@，这些@@影响可以@@得到@@缓解@@；例如@@@@，通过@@使@@用@@@@@@开尔文连接到@@栅@@极@@驱动@@回路的@@源@@头@@、采用@@@@负关态电压@@@@，和@@通过@@细致的@@布局实践将@@电容@@与@@电感降至@@最低@@@@[1]。然而@@@@，残余的@@杂散值对于@@@@@@TO-247等@@引线@@封装@@来说@@仍然是@@个问题@@，因此@@@@通常@@会通过@@定制栅@@极@@驱动@@或@@使@@用@@@@阻尼器来有意减缓边缘速率@@，但@@代@@价是@@更高@@的@@开关损耗@@@@。

无引线@@@@封装@@@@，如@@PDFN型@@（无引线@@@@功率双平面@@@@），在@@很大程度上@@解决了杂散电感的@@问题@@；一些@@WBG器件@@制造@@@@商提供@@了这种@@封装@@@@，并强@@调其@@较小@@的@@尺寸@@@@和@@较低@@的@@@@轮廓@@/厚度@@，以@@适合@@高@@密度@@设计@@@@。与@@TO-247引线@@器件@@相比@@@@@@，由@@于@@@@热扩散不足@@，PDFN封装@@的@@@@结@@点到@@外壳的@@热阻@@@@@@（Rθ(J-C)）要差@@10倍@@以@@上@@@@@@，由@@此@@@@限制@@了其@@在@@高@@功率下的@@应用@@@@@@@@。此@@外@@，由@@于@@@@器件@@和@@@@PCB间没有引线@@连接@@，无法吸收热膨胀不匹配产生的@@应力@@，热机械性能@@也会受到@@影响@@。

作为@@一种替代@@方案@@，D2PAK封装@@有时@@可用@@@@于@@@@WBG器件@@，并提供@@针对高@@电流@@@@@@的@@@@7引线@@版本@@@@@@，还可选择用@@于@@源@@的@@开尔文连接@@。然而@@@@，这种@@表@@面贴装封装@@仍存在@@@@“引线@@”；由@@于@@@@电阻@@和@@电感的@@存在@@@@，其@@Rθ(J-C)与@@最佳@@TO-247值相比@@@@相差@@3倍@@。当@@然@@，它确实在@@漏@@极@@与@@其@@它连接之间@@带来固有的@@宽物理间距优势@@@@，使@@其@@能够满足@@高@@电压@@@@下所推荐的@@爬电与@@间隙距离@@。

TOLL封装@@是@@一个很好@@的@@解决方案@@@@@@

如@@图@@@@3所示@@，使@@用@@@@TOLL封装@@（无引线@@@@TO，MO-229）可以@@让@@Rθ(J-C)低@@至@@@@0.1℃/W，接近理想状态@@；Qorvo SiC FET系列@@的@@@@UJ4SC075005L8S器件@@便是@@一个实例@@。这一低@@值通过@@先进的@@@@@@cell功能单元@@设计@@@@、银烧结@@裸片连接和@@晶圆减薄实现@@@@。TOLL封装@@的@@@@尺寸@@为@@@@10mm x 11.7mm，相比@@@@D2PAK小@@30%。漏@@极@@和@@其@@它连接间存在@@一个很大的@@空间@@，但@@由@@于@@@@引线@@比@@@@D2PAK短得多@@，因此@@@@寄生电感@@也低@@得多@@。此@@外@@，TOLL的@@高@@度为@@@@2.3mm，为@@D2PAK的@@一半@@，这为@@热机械设计@@中@@的@@@@散热器@@提供@@了额外的@@鳍片高@@度@@，同时@@@@在@@服务器@@电源@@@@装置@@（PSU）等@@空间受限的@@设计@@中@@保持了相同的@@整体外形尺寸@@@@。与@@相同应用@@@@中@@@@的@@@@D2PAK解决方案@@相比@@@@@@，这有可能进一步降低@@@@器件@@结@@温@@@@。因此@@@@，TOLL封装@@解决方案@@的@@热阻@@@@可能优于@@@@D2PAK，特别是@@在@@@@焊盘提供@@更大的@@裸片尺寸@@时@@@@。

图@@3：现可用@@@@于@@@@SiC FET的@@TOLL封装@@

在@@TOLL封装@@中@@@@，所有@@热传导均通过@@源@@极@@引脚@@和@@漏@@极@@焊盘连接实现@@@@；可以@@将@@之重新焊接至@@安装于@@@@PCB的@@铜焊盘上@@@@，以@@传导热量@@。当@@然@@，热量仍必须有所去处@@；可以@@在@@@@PCB的@@背面直接安装一个紧凑的@@可焊接@@SMT散热器@@，通过@@PCB的@@通孔进行热连接@@。由@@于@@@@完全消除了通孔封装@@和@@机械固定散热器@@的@@手动安装工作@@，并且@@@@FET和@@散热器@@均可以@@采用@@@@自@@动化装配进行安装@@，因此@@@@这种@@热机械设计@@大大节省@@了装配成@@本@@@@@@。该器件@@还可以@@被焊接至@@绝缘金属@@基板@@@@（IMS）上@@，以@@获得最终性能@@@@，并与@@尺寸@@更大的@@机械连接散热器@@集成@@@@。

参考文献@@1讨论了@@这类布局@@；文献还指出@@，一个长@@1.6mm、直径@@0.5mm、未填充@@、壁厚@@0.025mm的@@导热孔带来约@@100℃/W的@@热阻@@@@。一个由@@@@200个此@@类通孔组成@@的@@矩阵@@，可以@@很容易地布置在@@@@TOLL封装@@的@@@@tab接点下@@，并产生一个从@@漏@@极@@焊盘到@@底面铜地的@@大约@@0.5℃/W热阻@@。在@@许多应用@@@@中@@@@@@，这将@@提供@@非常有效的@@热耦合和@@最小@@的@@温差@@。

顶面冷却的@@@@SMT封装@@也在@@市@@场上@@迅速出现@@，并提供@@了更佳的@@性能@@@@。然而@@@@，工程师们需要一些@@时@@间来克服顶面冷却封装@@的@@@@相关挑战@@；其@@中@@@@包括@@将@@不同@@高@@度的@@多个器件@@装配至@@同一冷却面@@，同时@@@@还要管理整体设计@@中@@的@@@@爬电与@@间隙要求@@。

图@@4：在@@同一电压@@等@@级@@下@@，TOLL封装@@的@@@@不同@@器件@@实现@@的@@导通@@电阻@@@@@@

实现@@10倍@@于@@硅@@基@@@@MOSFET的@@额定峰值电流@@@@@@

在@@TOLL封装@@的@@@@SiC FET中@@，异常低@@的@@封装@@@@热阻@@@@，以@@及由@@于@@@@超低@@@@5.4毫欧@@导通@@电阻@@和@@高@@达@@@@175℃的@@SiC FET结@@温@@而@@产生的@@低@@功率损耗@@，都使@@得@@其@@与@@其@@它开关相比@@@@具有较高@@的@@峰值电流@@@@@@承受能力并能承受更长的@@时@@间@@@@——即@@“I2t”性能@@。在@@功率转换电路@@中@@@@，负载可能会瞬间浪涌或@@短路@@，这就@@为@@器件@@在@@给定脉宽下所能承受的@@最大@@峰值电流@@@@提供@@了宝贵的@@额外安全裕度@@。当@@SiC FET用@@于@@固态断路器@@应用@@@@时@@@@，预计@@会出现高@@瞬态故障电流@@@@@@，因而@@必须在@@没有压力的@@情况@@下@@承受@@。图@@5显示了@@TOLL封装@@的@@@@SiC FET在@@达到@@安全工作极限前@@，承受给定峰值漏@@极@@电流@@@@@@的@@时@@间@@达到@@硅@@基@@@@MOSFET的@@10倍@@以@@上@@@@@@，由@@此@@@@提高@@了健壮度@@，让故障检测电路@@获得更长的@@反应时@@间@@，使@@其@@对电流@@@@尖峰的@@干扰@@性触发更具免疫力@@。

图@@5：峰值脉冲@@电流@@@@@@（I-t）电流@@@@能力比@@较@@@@——Qorvo TOLL封装@@的@@@@SiC FET和@@硅@@基@@@@MOSFET

应用@@@@

采用@@@@Qorvo TOLL封装@@的@@@@额定@@750V共源@@共栅@@@@结@@构@@@@SiC FET针对低@@静态和@@动态损耗进行了优化@@，展示了@@紧凑表@@面贴装开关的@@可行性@@。由@@此@@@@，这些@@系列@@器件@@的@@@@各种额定导通@@电阻@@在@@@@5-60毫欧@@之间@@@@，适合@@从@@几百瓦到@@@@数千瓦的@@相对高@@功率水平应用@@@@@@；包括@@AC/DC电源@@@@、电池@@充电@@器@@@@、电视和@@便携式充电@@站@@，以@@及替代@@能源@@@@、数据通信和@@一般工业@@应用@@@@中@@@@的@@功率@@转换@@。

在@@电路@@保护@@应用@@@@中@@@@@@，TOLL封装@@的@@@@SiC FET将@@在@@电动@@车@@充电@@器@@@@、电池@@关断电路@@@@，和@@建筑电气@@智能面板中@@找到@@用@@武之地@@——这些@@电气@@智能面板正变得更加智能@@，以@@提供@@动态负载管理@@。得益于@@@@Qorvo SiC FET的@@小@@尺寸@@@@/高@@性能@@指标@@，它们可以@@被考虑用@@于@@空间有限的@@终端应用@@@@@@。在@@此@@种情况@@下@@，与@@使@@用@@@@其@@它技术@@的@@高@@导通@@电阻@@器@@件相比@@@@@@，其@@需要更少的@@散热装置@@，并产生一个整体系统@@成@@本@@@@更低@@@@且@@功率密度@@更高@@的@@解决方案@@@@@@。当@@需要并联多个替代@@器件@@以@@@@实现@@与@@@@SiC FET相同的@@电气@@和@@热性能@@时@@@@，情况@@更是@@如@@此@@@@——后者将@@产生额外的@@器件@@@@成@@本@@@@@@，以@@及处理和@@安置的@@费用@@@@。

结@@论@@

一个宽带隙@@半导体@@功率开关的@@优劣取决于@@其@@封装@@@@。现在@@@@，共源@@共栅@@@@结@@构@@@@SiC FET有了@@TOLL版本@@@@，可以@@利用@@@@@@其@@低@@损耗来进一步提升@@系统@@功率密度@@@@。

利用@@@@Qorvo基于@@@@网@@络的@@@@FET-Jet计算器探索其@@技术@@优势@@@@，请访问@@@@：https://info.unitedsic.com/fet-jet

参考资料@@
[1]《基于@@@@SiC FET应用@@@@的@@实用@@@@PCB布局考虑@@》，Qorvo

关于@@@@碳化硅@@@@@@ (SiC)，这些@@误区要纠正@@

judy — Tue, 15 Aug 2023 03:16:14 +0000

碳化硅@@@@ (SiC)是@@一种新兴的@@@@新型@@@@@@宽禁带@@ (WBG) 材料@@，特别适用@@于@@@@具有挑战性的@@应用@@@@@@@@。然而@@@@，大家对它的@@诸多不了解@@限制@@了设计@@人员对它的@@充分利用@@@@@@。

图@@ 1：SiC 晶圆图@@片@@

有些人认为@@@@@@，氮化镓@@ (GaN) 是@@硅@@@@ MOSFET 的@@首选替代@@品@@，而@@ SiC 纯@@粹是@@@@ IGBT 的@@替代@@品@@。然而@@@@，SiC 具有出色的@@@@ RDS(ON)*Qg 品质因数@@ (FoM) 和@@低@@反向@@恢复电荷@@@@ (Qrr)，这使@@其@@成@@为@@@@图@@腾柱无桥@@ PFC 或@@同步升压等@@硬开关@@应用@@@@的@@理想选择@@。

图@@ 2：安森美@@ (onsemi) 1200V EliteSiC M3S 快速开关@@MOSFET和@@半桥模块@@@@@@，具有超低@@的@@导通@@电阻@@@@@@。

与@@ IGBT 相比@@@@，SiC MOSFET 的@@雪崩@@耐受性更好@@@@，如@@果@@发生短路@@，SiC 与@@适当@@的@@栅@@极@@驱动@@器@@一起使@@用@@@@的@@话@@，至@@少可以@@与@@@@ IGBT 一样强@@固@@。

由@@于@@@@ SiC 经常用@@于@@工作频率为@@@@ 10-20 kHz 的@@电动汽车@@@@@@ (EV) 主@@驱应用@@@@中@@@@@@，因此@@@@有些人可能会认为@@@@@@，它是@@一种低@@频技术@@@@。但@@是@@@@，芯片@@面积的@@减小@@会使@@栅@@极@@电荷@@@@ (Qg) 降低@@@@，这意味着@@ SiC 器件@@可以@@成@@功用@@于@@@@ 100 kHz 的@@图@@腾柱无桥@@ PFC (TPPFC) 和@@ 200-300 kHz 的@@软开关@@ LLC。

显然@@，驱动@@ SiC 器件@@确实需要采用@@@@不同@@于@@硅@@器件@@的@@@@方法@@。负关断栅@@极@@电压@@并不总@@是@@必需的@@@@；一些@@具有良好@@布局的@@应用@@@@@@已经证明@@@@，可以@@不需要负关断栅@@极@@电压@@@@。不过@@，要想最大@@限度地消除由@@于@@@@@@“抖动@@”引起的@@意外导通@@@@，使@@用@@@@负栅@@极@@驱动@@通常@@被认为@@@@是@@很好@@的@@设计@@方案@@。

目前@@市@@场上@@有@@SiC 栅@@极@@驱动@@器@@可用@@@@@@，而@@且@@@@易于@@使@@用@@@@@@。工程师之所以@@@@认为@@@@@@ SiC 很复杂@@，可能是@@因为@@@@他们希望使@@用@@@@硅@@@@ MOSFET 或@@ IGBT 驱动@@器来驱动@@@@ SiC 器件@@。专用@@的@@@@ SiC 驱动@@器具有便捷的@@功能@@，比@@如@@@@负栅@@极@@驱动@@@@、去饱和@@@@ (DESAT)、过流@@保护@@ (OCP)、过热保护@@ (OTP) 和@@其@@它保护@@。如@@果@@驱动@@器用@@对了@@，驱动@@ SiC 就@@像驱动@@硅@@@@ MOSFET 一样简单@@。

SiC 往往被认为@@@@价格高@@昂@@，但@@只要将@@硅@@@@ MOSFET 与@@等@@效的@@@@ SiC 器件@@进行非常简单的@@比@@较@@@@就@@可以@@发现@@，SiC 器件@@的@@@@溢价很小@@@@。而@@且@@@@，SiC 器件@@性能@@的@@提高@@使@@得@@设计@@中@@其@@它地方的@@成@@本@@@@大幅降低@@@@@@，远远抵消了这种@@轻微的@@溢价@@。

在@@通用@@的@@硅@@基@@@@ 30 kW 功率方案中@@@@，我们会发现@@，总@@成@@本@@@@的@@@@ 90% 都与@@电感和@@电容@@有关@@@@，分别占到@@@@ 60% 和@@ 30%，半导体@@器件@@仅@@占总@@物料清单成@@本@@@@的@@@@ 10%。用@@ SiC 开关取代@@@@硅@@@@ MOSFET 可使@@电容@@和@@电感降低@@@@@@ 75%，从@@而@@大幅缩减尺寸@@和@@成@@本@@@@@@，这远远超过了@@ SiC 器件@@的@@@@成@@本@@@@溢价@@。

下图@@从@@更高@@层面上@@说@@明了@@，如@@何通过@@更高@@性能@@的@@@@ SiC 让击穿电压@@更高@@的@@器件@@@@具有出色的@@@@@@ Rds(on)*Qg 特性@@，使@@得@@更简单的@@拓扑结@@构@@@@在@@更高@@的@@频率下工作@@@@，从@@而@@降低@@@@成@@本@@@@和@@@@尺寸@@@@。

此@@外@@，随着@@ SiC 工作效率@@的@@提高@@@@，散热片的@@数量@@会明显减少@@@@（或@@完全无需散热片@@），尺寸@@和@@成@@本@@@@也会得到@@进一步缩减@@。因此@@@@，在@@总@@物料清单成@@本@@@@方面@@，SiC 设计@@相比@@@@等@@效的@@硅@@方案更胜一筹@@。

虽然@@ SiC 仍是@@一项相对较新的@@技术@@@@@@，但@@随着@@它的@@普及@@，其@@生态系统@@已得到@@快速发展@@@@。供应商@@提供@@各种封装@@的@@@@@@ SiC 器件@@和@@相关栅@@极@@驱动@@器@@@@，以@@满足@@不同@@的@@应用@@@@@@要求@@，还附带参考设计@@@@@@、应用@@@@手册和@@仿真模型@@@@@@/工具@@。安森美@@提供@@了一套强@@大@@的@@在@@线建模和@@仿真工具@@@@@@。这款@@在@@线@@ PLECS 模型@@@@自@@助生成@@工具@@@@允许用@@户生成@@其@@自@@定义电路@@的@@高@@保真@@ PLECS 模型@@@@，然后将@@该模型@@@@上@@传到@@@@ Elite Power 仿真工具@@@@，这时@@安森美@@功率产品@@会引入其@@中@@@@以@@演示系统@@性能@@@@，其@@中@@@@包括@@半导体@@边界建模@@。这种@@虚拟环境使@@系统@@设计@@人员能够在@@进入硬件环节之前@@快速迭代@@并优化方案@@，从@@而@@显著缩短产品@@上@@市@@时@@间@@。

图@@ 3：PLECS 模型@@@@自@@助生成@@工具@@@@

供应链@@也在@@不断发展@@@@。安森美@@最近@@收购了@@ GT Advanced Technologies (GTAT)。GTAT 是@@为@@数不多具有端到@@端供应能力的@@大型@@供应商@@@@，包括@@ SiC 晶锭批量生长@@、衬底制备@@、外延@@、器件@@制造@@@@、集成@@模块@@和@@分立式封装@@方案@@。

图@@ 4：安森美@@的@@@@端到@@端供应链@@@@

安森美@@将@@@@迅速拓展衬底业务@@，将@@产能提高@@五倍@@@@，并投入大量资金用@@于@@扩大器件@@和@@模块@@@@产能@@，争取到@@@@ 2024 年@@实现@@翻两番@@，未来@@产能还将@@再次翻番@@。

尽管@@对于@@@@@@SiC目前@@仍有许多误解存在@@@@，但@@提出合适的@@问题并消除这些@@误解将@@使@@@@设计@@人员能够充分利用@@@@这种@@新材料@@的@@全部潜力@@。

有关@@“特斯拉@@将@@减少@@@@75%的@@碳化硅@@@@用@@量@@”的@@进一步思考@@

judy — Tue, 25 Jul 2023 03:18:51 +0000

作者@@：Stephen Russell，来源@@@@： TechInsights微信公众号@@

在@@特斯拉@@@@2023年@@3月@@举办的@@投资者日上@@@@，特斯拉@@宣布了对其@@电动汽车@@@@制造@@的@@多项优化@@。从@@功率半导体@@的@@角度来看@@，其@@中@@@@最引人注@@目的@@是@@打算将@@未来@@汽车@@中@@碳化硅@@@@@@(SiC)的@@用@@量减少@@@@75%。

特斯拉@@动力总@@成@@@@工程副总@@裁@@Colin Campbell表@@示@@:“这些@@封装@@内@@的@@碳化硅@@@@晶圆可以@@小@@得多@@。碳化硅@@@@是@@一种神奇的@@半导体@@@@，但@@它也很昂贵@@，而@@且@@@@很难规模化@@。”在@@第@@二天的@@早盘交易中@@@@，Wolfspeed的@@股价下跌了@@12%，意法半导体@@和@@@@onsemi的@@股价跌幅都超过了@@5%。这对碳化硅@@@@制造@@商的@@投资者来说@@有多糟糕@@?

TechInsights随后很快发布了评论视频@@[1]，讨论了@@SiC器件@@的@@@@优势@@@@，并重申了我们的@@信息@@，即@@碳化硅@@@@是@@电动汽车@@@@传动系统@@的@@未来@@@@@@。值得注@@意的@@是@@@@Colin Campbell表@@示@@——“碳化硅@@@@是@@一种神奇的@@半导体@@@@”。人们希望减少@@碳化硅@@@@的@@用@@量@@，不是@@因为@@@@它有问题@@，而@@是@@因为@@@@它昂贵和@@稀缺@@，碳化硅@@@@的@@芯片@@短缺尚未结@@束@@，长期需求不太可能减弱@@。

在@@未来@@十年@@及以@@后@@，规模经济@@将@@继续降低@@@@碳化硅@@@@器件@@@@的@@成@@本@@@@@@，主@@要驱动@@因素是@@器件@@制造@@@@向@@@@8英寸@@碳化硅@@@@晶圆的@@过渡@@@@。有许多方法可以@@通过@@优化单个@@芯片@@和@@周围封装@@来减少@@电动汽车@@@@中@@的@@@@碳化硅@@@@量@@，我们将@@在@@这里@@深入研究@@。

碳化硅@@@@晶片的@@改进@@

意法半导体@@是@@一家老牌的@@碳化硅@@@@器件@@@@制造@@商@@，之前@@获得了许多来自@@@@特斯拉@@电动汽车@@@@的@@订单@@，所以@@@@我们以@@他们的@@产品@@为@@例@@。在@@2022年@@底@@，意法半导体@@发布了他们的@@第@@三代@@@@@@STPOWER SiC MOSFET，TechInsights已经对@@SCT040H65G3 650 V 40 mOhm产品@@[2]，Power essentials分析@@[3]以@@及工艺@@流@@程分析@@@@[4] / 完整仿真@@（PFA/PFF）进行了全套逆向@@工程分析@@@@。在@@SCT040H65G3内@@发现的@@@@I693晶片可以@@在@@@@图@@@@1中@@看到@@@@。

图@@1：在@@ SCT040H65G3发现的@@意法半导体@@@@I693芯片@@

TechInsights在@@早前发布的@@一篇功率半导体@@@@188金宝搏@@ [5]中@@详细讨论了@@与@@上@@一代@@相比@@@@的@@改进@@。在@@结@@构@@上@@@@，该器件@@类似于@@@@stripe cell配置@@中@@的@@@@平面@@多晶硅@@栅@@极@@布局@@，然而@@@@值得注@@意的@@一点是@@@@，从@@第@@二代@@到@@第@@三代@@@@产品@@的@@特定导通@@电阻@@降低@@@@了约@@40%(当@@归一化到@@@@MOSFET有源@@阵列区域时@@@@)。

这大致相当@@于@@相同电流@@@@额定值@@@@所需的@@碳化硅@@@@减少@@了@@40%。这是@@使@@用@@@@稍微保守的@@平面@@多晶硅@@栅@@极@@阵列的@@缩小@@电池@@来实现@@的@@@@。如@@果@@意法半导体@@转向@@@@沟槽设计@@@@，甚至@@@@可以@@做出进一步的@@改进@@，尽管@@平衡设备的@@稳健性对汽车@@应用@@@@至@@关重要@@。即@@使@@是@@保守的@@布局选择@@，下表@@将@@意法半导体@@第@@三代@@@@产品@@与@@其@@第@@二代@@产品@@和@@其@@他领先竞争对手的@@产品@@进行基准比@@较@@@@，也表@@明它可以@@与@@市@@场上@@最好@@的@@产品@@相媲美@@。

一个相关的@@@@SiC MOSFET器件@@改进是@@高@@电流@@@@@@芯片@@的@@可用@@@@性@@。在@@特斯拉@@@@model 3发布后的@@几年@@里@@，缺陷密度@@和@@器件@@良率都有了@@显著提高@@@@。因此@@@@，如@@果@@model 3使@@用@@@@的@@是@@@@50安培@@的@@器件@@@@@@，那么@@转向@@@@@@100安培@@的@@器件@@@@@@将@@是@@一个合乎逻辑且@@安全的@@步骤@@。事实上@@@@，意法半导体@@甚至@@@@将@@一款@@300安培@@的@@汽车@@合格产品@@列为@@其@@第@@三代@@@@产品@@系列@@的@@@@一部分@@@@。

定制封装@@解决方案@@和@@其@@他途径@@

Colin Campbell还讨论了@@特斯拉@@是@@如@@何设计@@他们自@@有的@@热优化封装@@的@@@@@@。细节尚未公布@@，但@@原则上@@这意味着@@内@@部的@@碳化硅@@@@器件@@@@可以@@更好@@地驱动@@@@。注@@意意法半导体@@的@@第@@三代@@@@@@SiC MOSFET的@@额定温度已经达到@@@@200摄氏度@@，这是@@市@@场上@@最高@@的@@@@，超出了硅@@的@@能力@@@@。碳化硅@@@@材料@@可承受@@500℃的@@高@@温@@，所以@@@@这里有很大的@@增长空间@@，实际上@@@@是@@触点@@、互连和@@封装@@在@@这个时@@候真正限制@@了碳化硅@@@@器件@@@@的@@温度能力@@。

TechInsights发布了一份关于@@@@意法半导体@@@@“ACEPACK SMIT”封装@@的@@@@报告@@。其@@中@@@@发现的@@陶瓷衬底是@@基于@@@@氧化铝的@@@@，这是@@常见的@@功率@@模块@@@@封装@@@@，尽管@@我们观察到@@越来越多地使@@用@@@@高@@导热性替代@@品@@，如@@在@@英飞凌的@@@@FS03MR12A6MA1LB“HybridPACK”模块@@和@@通用@@电气@@@@的@@@@GE12047CCA3半桥封装@@中@@@@看到@@@@的@@氮化硅@@@@。

图@@2显示了@@通用@@电气@@@@@@GE12047CCA3 1200 V SiC半桥模块@@@@的@@横截面@@@@，该模块@@具有活性金属@@钎焊@@(AMB)氮化硅@@基@@衬底和@@@@AlSiC基板@@，其@@他值得注@@意的@@创新包括@@使@@用@@@@铜再分布层@@(RDL)的@@扇出互连@@，而@@不是@@传统的@@称为@@@@“功率覆盖@@”(POL)技术@@的@@打线键合@@（wire bond）。

图@@2 ：通用@@电气@@@@ GE12047CCA3 SiC半桥模块@@@@的@@光学显微镜横截面@@@@@@

我们甚至@@@@观察到@@高@@端模块@@中@@的@@@@氮化铝衬底针对高@@温应用@@@@进行了优化@@，例如@@@@我们去年@@分析@@的@@@@Cissoid CHT-PLUTO-B1230，如@@图@@@@3所示@@。

图@@3 Cissoid的@@ CHT-PLUTO-B1230 SiC模块@@的@@@@光学显微镜横截面@@@@

高@@导热陶瓷基板@@@@只是@@功率器件@@@@封装@@的@@@@创新之一@@，它能够实现@@更高@@的@@温度能力和@@更高@@的@@电流@@@@密度@@@@。这似乎可能是@@特斯拉@@在@@未来@@封装@@解决方案@@中@@采取的@@路线之一@@。

还有更多新的@@方法来还原碳化硅@@@@@@。尽管@@MOSFET具有自@@己的@@内@@部体二极管@@进行反向@@传导@@，但@@SiC MOSFET通常@@与@@额外的@@碳化硅@@@@肖特基@@二极管@@@@一起封装@@在@@模块@@配置@@中@@@@，以@@提高@@稳健性@@(也许并不总@@是@@在@@主@@电动汽车@@@@逆变器@@中@@@@，但@@在@@其@@他组件中@@@@，高@@频@@操作可能是@@有益的@@@@，例如@@@@车载充电@@器@@@@@@)。

东芝@@是@@第@@一家将@@肖特基@@二极管@@@@集成@@到@@有源@@@@SiC MOSFET阵列的@@碳化硅@@@@制造@@商@@，如@@图@@@@4中@@东芝@@@@TW015N65C第@@三代@@@@SiC MOSFET的@@横截面@@所示@@@@。SanRex等@@其@@他@@公司@@也纷纷效仿@@，采用@@@@了松下的@@@@“DioMOS”技术@@。这些@@解决方案@@增加了@@SiC MOSFET芯片@@尺寸@@@@，但@@减少@@了系统@@级所需的@@碳化硅@@@@@@SiC总@@量@@。

图@@4集成@@肖特基@@二极管@@@@的@@东芝@@@@SiC TW015N65C MOSFET的@@SEM截面@@

总@@结@@@@和@@市@@场展望@@

在@@这里@@，我们概述了一些@@途径@@，从@@创新的@@@@角度来看@@，可以@@实现@@@@75%的@@SiC减少@@。

最后@@一点要注@@意@@。特斯拉@@估计@@，下一代@@电动汽车@@@@每辆车的@@碳化硅@@@@用@@量@@将@@减少@@@@75%(不影响目前@@的@@生产车型@@@@@@)，有传言称@@，这是@@一款功率更低@@@@的@@@@@@“经济@@”车型@@@@，无论如@@何都会配备@@更小@@@@的@@电机@@。但@@他们还计划将@@电动汽车@@@@的@@产量增加到@@每年@@@@2000万辆@@，大约增加@@20倍@@。更不用@@说@@越来越多的@@新进入者在@@电动@@汽车@@@@市@@场上@@使@@用@@@@碳化硅@@@@@@@@。

特斯拉@@在@@制造@@的@@许多方面都是@@创新者@@，真正开创了碳化硅@@@@的@@使@@用@@@@@@，而@@Si IGBT仍然主@@导着今天的@@整体市@@场@@，未来@@十年@@碳化硅@@@@对这个市@@场的@@渗透将@@继续快速增长@@。我们已经在@@市@@场上@@采取了一种混合的@@方法@@，TechInsights预测@@，到@@2029年@@，碳化硅@@@@的@@渗透率将@@接近@@38%左@@右@@@@。订户可以@@在@@@@@@TechInsights平台上@@访问@@@@2020年@@至@@@@2029年@@至@@@@2023年@@1月@@的@@全球@@@@xEV系统@@，半导体@@和@@传感器@@需求预测@@@@[6]，以@@进一步分析@@电力电子技术@@组合@@。

Diodes推出符合@@汽车@@规格@@的@@碳化硅@@@@@@ MOSFET 产品@@，可提升@@车用@@子系统@@效率@@@@

judy — Wed, 19 Jul 2023 02:12:46 +0000

Diodes 公司@@ (Diodes) (Nasdaq：DIOD) 今日宣布@@推出@@ DMWSH120H90SM4Q 和@@ DMWSH120H28SM4Q 两款符合@@汽车@@规格@@的@@碳化硅@@@@@@ (SiC) MOSFET，进一步强@@化宽能隙@@ (Wide-Bandgap) 产品@@阵容@@。此@@系列@@@@ N 信道@@ MOSFET 产品@@可满足@@市@@场对@@ SiC 解决方案@@不断增长的@@需求@@，提升@@电动与@@混合动力汽车@@@@ (EV/HEV) 车用@@子系统@@的@@效率@@及功率密度@@@@，例如@@@@电池@@充电@@器@@@@@@、车载充电@@器@@@@ (OBC)、高@@效@@ DC-DC 转换器@@、马达驱动@@器及牵引变流@@器@@。

DMWSH120H90SM4Q 可在@@最高@@@@ 1200VDS 范围内@@安全可靠@@地运作@@，其@@闸极@@-源@@极@@ (Gate-Source) 电压@@ (Vgs) 为@@ +15/-4V，且@@在@@@@ 15Vgs 时@@具有@@ 75mΩ (典型@@值@@) 的@@ RDS(ON)规格@@。此@@装置适用@@于@@@@@@ OBC、汽车@@马达驱动@@器@@、EV/HEV 中@@的@@@@ DC-DC 转换器@@以@@及电池@@充电@@系统@@@@。

DMWSH120H28SM4Q 可在@@最高@@@@ 1200VDS、+15/-4Vgs 的@@条件@@下运作@@，且@@在@@@@ 15Vgs 时@@具有@@较低@@的@@@@@@ 20mΩ (典型@@值@@) RDS(ON)。此@@ MOSFET 适用@@于@@@@其@@他@@ EV/HEV 子系统@@中@@的@@@@马达驱动@@器@@、EV 牵引变流@@器及@@ DC-DC 转换器@@。凭借@@低@@@@ RDS(ON) 的@@特性@@@@，在@@需要高@@功率密度@@的@@产品@@应用@@@@中@@@@@@，此@@系列@@@@ MOSFET 能以@@较低@@的@@@@温度运作@@。

这两款产品@@均有低@@导热率@@ (RθJC=0.6°C/W)，DMWSH120H90SM4Q 的@@汲极@@ (Drain) 电流@@@@高@@至@@@@ 40A，DMWSH120H28SM4Q 的@@汲极@@电流@@@@高@@至@@@@@@ 100A。此@@系列@@@@也内@@建快速且@@稳健的@@本@@体二极管@@@@ (Body Diodes)，具有低@@反向@@复原电荷@@@@ (Qrr)，在@@ DMWSH120H90SM4Q 中@@为@@@@ 108.52nC，在@@ DMWSH120H28SM4Q 中@@为@@@@ 317.93nC，因此@@@@能够执行快速切换@@，同时@@@@降低@@@@功率损耗@@。

Diodes 采用@@@@平面@@制造@@技术@@开发@@出全新@@ MOSFET，能在@@汽车@@产品@@应用@@@@中@@@@提供@@强@@大@@与@@可靠@@的@@效能@@，提高@@汲极电流@@@@@@、崩溃@@ (Breakdown) 电压@@、接面温度及功率环形电路@@@@，表@@现优于@@先前发布的@@版本@@@@@@。此@@系列@@@@装置采用@@@@@@ TO247-4 (WH 型@@) 封装@@，提供@@额外的@@凯氏感测@@ (Kelvin-sensing) 接脚@@。可连接至@@源@@极@@以@@优化切换效能@@@@，实现@@更高@@的@@功率@@@@密度@@@@。

DMWSH120H90SM4Q 与@@ DMWSH120 H28SM4Q 均符合@@@@ AEC-Q101 标准@@，由@@ IATF 16949 认证的@@设施制造@@@@，并支持@@@@ PPAP 文件@@。

关于@@@@ Diodes Incorporated

Diodes 公司@@ (Nasdaq：DIOD) 是@@一家标准@@普尔小@@型@@股@@ 600 指数@@和@@罗素@@ 3000 指数@@成@@员公司@@@@，为@@汽车@@@@、工业@@、运算@@、消费@@性电子及通讯市@@场的@@全球@@公司@@提供@@高@@质量半导体@@产品@@@@。我们拥有丰富的@@@@产品@@组合以@@满足@@客户需求@@，内@@容包括@@分离@@、模拟@@、逻辑与@@混合讯号产品@@以@@及先进的@@@@封装@@技术@@@@。我们广泛提供@@特殊应用@@@@解决方案@@与@@解决方案@@导向@@销售@@，加上@@全球@@@@ 32 个据点涵盖工程@@、测试@@、制造@@与@@客户服务@@，使@@我们成@@为@@高@@产量@@、高@@成@@长的@@市@@场中@@成@@为@@优质供货商@@。详细信息请参阅@@ www.diodes.com 。

碳化硅@@@@如@@何最大@@限度提高@@可再生能源@@@@系统@@的@@效率@@@@

judy — Thu, 06 Jul 2023 06:25:26 +0000

全球@@范围内@@正在@@经历一场能源@@革命@@。根据国际能源@@署的@@报告@@，到@@ 2026 年@@，可再生能源@@@@将@@占全球@@能源@@增长量的@@大约@@ 95%。太阳能@@将@@占到@@这@@ 95% 中@@的@@@@一半@@以@@上@@@@@@。

如@@今@@，在@@远大的@@清洁@@能源@@目标和@@政府政策的@@驱动@@下@@，太阳能@@、电动汽车@@@@ (EV) 基础设施@@和@@储能领域不断加快采用@@@@可再生能源@@@@@@。可再生能源@@@@的@@逐渐普及也为@@在@@工业@@@@@@、商业和@@住宅应用@@@@中@@@@部署功率转换系统@@提供@@了更多机会@@。采用@@@@碳化硅@@@@@@ (SiC) 等@@宽带隙@@器件@@@@，可帮助设计@@人员平衡四大性能@@指标@@：效率@@、密度@@、成@@本@@@@和@@@@可靠@@性@@。

SiC 相比@@@@传统基于@@@@@@ IGBT 的@@电源@@@@应用@@@@在@@可再生能源@@@@系统@@中@@的@@@@优势@@@@@@

SiC 电源@@@@开关和@@@@绝缘栅@@双极晶体管@@@@ (IGBT) 是@@可再生能源@@@@系统@@等@@高@@功率应用@@@@的@@常用@@电源@@@@开关@@。图@@ 1 展示了@@ SiC 电源@@@@开关和@@@@ IGBT 的@@典型@@开关频率和@@功率级@@别@@。两者均可适用@@于@@@@@@ 1kW 及以@@上@@@@的@@功率@@级别@@。

图@@ 1：电源@@@@开关的@@典型@@工作范围@@

SiC 电源@@@@开关与@@@@ IGBT 等@@传统硅@@电源@@@@开关相比@@@@@@，在@@高@@功率可再生能源@@@@应用@@@@中@@@@具有诸多性能@@优势@@@@。

第@@一个性能@@优势@@是@@相对于@@@@@@ IGBT 具有更低@@@@的@@@@电阻@@和@@电容@@@@，可降低@@@@@@功率损耗并有助于@@提升@@效率@@@@。SiC 电源@@@@开关可支持@@远高@@于@@@@ IGBT 的@@开关速度@@，从@@而@@帮助降低@@@@开关损耗@@@@并提升@@功率转换效率@@@@。这意味着@@更高@@的@@能源@@产量@@，最大@@限度提升@@功率转换器@@的@@输出@@，在@@光伏@@逆变器@@@@、储能系统@@@@或@@直流@@快充电@@源@@模块@@等@@可再生能源@@@@系统@@中@@至@@关重要@@。

很多可再生能源@@@@应用@@@@的@@运行面积较小@@@@，会产生大量热量@@，推动设计@@人员不断探寻缩减印刷电路@@板尺寸@@和@@最大@@程度进行散热的@@方法@@。SiC 比@@ IGBT 的@@工作温度高@@@@，使@@得@@ SiC 电源@@@@开关具有更高@@的@@@@热稳定性和@@机械稳定性@@，可实现@@更为@@紧凑的@@电力电子产品@@设计@@@@。

使@@用@@@@栅@@极@@驱动@@器@@驱动@@@@ SiC

基于@@@@ SiC 电源@@@@开关的@@特性@@@@@@，驱动@@ SiC 电源@@@@开关需要特殊考量@@。栅@@极@@驱动@@器@@选择会对@@ SiC 在@@应用@@@@中@@@@的@@性能@@产生合理范围内@@的@@影响@@。

SiC 电源@@@@开关需要能够处理高@@电压@@@@和@@额定电流@@@@的@@栅@@极@@驱动@@器@@@@。栅@@极@@驱动@@器@@必须提供@@足够的@@栅@@极@@电荷@@来切换@@ SiC 电源@@@@开关并防止产生电压@@尖峰@@。

与@@ IGBT 相比@@@@，SiC 电源@@@@开关更容易受到@@短路的@@影响@@，导致电力电子系统@@严重损坏@@。通常@@，IGBT 的@@短路耐受时@@间大约为@@@@ 10µs，而@@ SiC 的@@短路耐受时@@间大约为@@@@ 2µs。鉴于@@此@@@@，使@@用@@@@ SiC 电源@@@@开关进行设计@@时@@@@，务必要考虑添加提供@@去饱和@@@@或@@过流@@保护@@等@@特性@@的@@保护@@188足彩外围@@app 。部分@@栅@@极@@驱动@@器@@@@，如@@ UCC21710 栅@@极@@驱动@@器@@，具有内@@置的@@短路保护特性@@@@，可检测并响应短路事件@@。如@@需了解@@@@有关@@用@@于@@@@ SiC FET 的@@短路保护方法@@的@@更多信息@@，

请参阅应用@@@@手册@@“了解@@用@@于@@@@ SiC MOSFET 的@@短路保护方法@@”。

尽管@@ SiC 电源@@@@开关可在@@较高@@温度环境中@@运行@@，但@@监控@@ SiC 电源@@@@开关的@@热性能@@并防止过热仍然非常重要@@。除了内@@置的@@短路保护特性@@@@，UCC21710 还具有用@@于@@监控的@@集成@@传感器@@@@，无需部署分立式温度传感器@@@@。

结@@语@@

要充分利用@@@@可再生能源@@@@系统@@的@@电源@@@@输出@@，必须最大@@限度提高@@效@@率@@@@@@，同时@@@@实现@@成@@本@@@@@@、尺寸@@和@@可靠@@性的@@平衡@@。SiC 电源@@@@开关在@@高@@功率应用@@@@中@@@@@@具有诸多优势@@@@，是@@太阳能@@和@@电动汽车@@@@充电@@的@@理想选择@@。为@@最大@@程度地提升@@@@ SiC 对这些@@应用@@@@的@@影响力@@，TI 提供@@了针对@@ SiC 电源@@@@开关进行优化的@@栅@@极@@驱动@@器@@产品@@@@，这些@@栅@@极@@驱动@@器@@产品@@具有多个功率级@@别以@@及不同@@程度的@@集成@@保护@@，可帮助简化@@ SiC 电源@@@@设计@@@@。

其@@它资源@@@@@@

查看我们的@@隔离式栅@@极@@驱动@@器@@参考设计@@@@@@：

了解@@有关@@@@ UCC21710 单通道隔离式栅@@极@@驱动@@器@@的@@更多信息@@。

关于@@@@德州仪器@@@@（TI）

德州仪器@@（TI）（纳斯达克股票代@@码@@：TXN）是@@一家全球@@性的@@半导体@@公司@@@@，致力于@@设计@@@@、制造@@、测试@@和@@销售模拟@@和@@嵌入式处理芯片@@@@，用@@于@@工业@@@@、汽车@@、个人电子产品@@@@、通信设备和@@企业@@系统@@等@@市@@场@@。我们致力于@@通过@@半导体@@技术@@让电子产品@@更经济@@实用@@@@，创造一个更美好@@的@@世界@@。如@@今@@，每一代@@创新都建立在@@上@@一代@@创新的@@@@基础之上@@@@，使@@我们的@@技术@@@@变得更小@@@@巧@@、更快速@@、更可靠@@@@、更实惠@@，从@@而@@实现@@半导体@@在@@电子产品@@领域的@@广泛应用@@@@@@，这就@@是@@工程的@@进步@@。这正是@@我们数十年@@来乃至@@现在@@@@一直在@@做的@@事@@。欲了解@@更多信息@@，请访问@@@@公司@@网@@站@@@@www.ti.com.cn。

IGBT如@@何选择@@，你真的@@了解@@吗@@？

judy — Tue, 04 Jul 2023 06:23:35 +0000

本@@文作者@@@@：安森美@@产品@@线经理@@ Jinchang Zhou

最近@@，碳化硅@@@@ (SiC) 和@@氮化镓@@@@ (GaN) 等@@宽禁带@@半导体@@的@@应用@@@@@@日益增多@@，受到@@广泛关注@@@@。然而@@@@，在@@这些@@新技术@@出现之前@@@@，许多高@@功率应用@@@@都是@@使@@用@@@@高@@效@@@@、可靠@@的@@绝缘栅@@双极型@@晶体管@@@@ (IGBT)，事实上@@@@，许多此@@类应用@@@@仍然适合@@继续使@@用@@@@@@ IGBT。在@@本@@文中@@@@，我们介绍@@@@ IGBT 器件@@的@@@@结@@构@@和@@运行@@，并列举多种不同@@@@ IGBT 应用@@@@的@@电路@@拓扑结@@构@@@@@@，然后探讨这种@@多用@@途可靠@@技术@@的@@新兴拓扑结@@构@@@@@@。

IGBT 器件@@结@@构@@@@

简而@@言@@之@@，IGBT 是@@由@@@@ 4 个交替层@@ (P-N-P-N) 组成@@的@@功率@@半导体@@晶体管@@，通过@@施加于@@金属@@氧化物半导体@@@@ (MOS) 栅@@极@@的@@电压@@@@进行控制@@@@。这一基本@@结@@构@@经过逐渐调整和@@优化后@@，可降低@@@@@@开关损耗@@@@@@，且@@器件@@厚度@@更薄@@。近期推出的@@@@ IGBT 将@@沟槽栅@@与@@场截止结@@构@@相结@@合@@，旨在@@抑制固有的@@寄生@@ NPN 行为@@@@。该方法有助于@@降低@@@@器件@@的@@@@饱和@@电压@@和@@导通@@电阻@@@@，从@@而@@提升@@整体功率密度@@@@。

图@@ 1：沟槽场截止@@ IGBT 结@@构@@

应用@@@@与@@拓扑结@@构@@@@@@

如@@今@@，IGBT通常@@用@@于@@特定应用@@@@的@@拓扑结@@构@@@@@@，下面刘举了其@@中@@@@的@@几种@@。

1. 焊接机@@

如@@今@@许多焊接机@@使@@用@@@@逆变器@@@@，而@@非传统的@@焊接变压器@@@@，因为@@@@直流@@输出电流@@@@可以@@提高@@焊接过程的@@控制@@精度@@。使@@用@@@@逆变器@@还有其@@他优势@@@@，比@@如@@@@直流@@电流@@@@比@@交流@@电流@@@@安全@@，而@@且@@@@采用@@@@逆变器@@的@@焊接机@@具有更高@@的@@@@功率密度@@@@@@，因此@@@@重量@@更轻@@@@@@。功率级@@（单相或@@三相@@）将@@交流@@输入@@电压@@转换为@@逆变器@@的@@直流@@母线@@电压@@@@@@。输出电压@@通常@@为@@@@ 30 V，但@@一旦启动焊弧@@，在@@开路负载操作几乎低@@至@@@@@@ 0 V 的@@情况@@下@@（短路条件@@@@），输出电压@@可能高@@达@@@@ 60 V DC。

图@@ 2：焊接机@@框图@@@@

焊接逆变器@@中@@常用@@的@@拓扑结@@构@@@@包括@@全桥@@@@、半桥和@@双管正激@@，而@@恒定电流@@@@是@@最常用@@的@@控制@@方案@@。占空比@@因负载电平和@@输出@@电压@@而@@异@@。全桥@@和@@半桥拓扑结@@构@@@@的@@@@ IGBT 开关频率通常@@在@@@@ 20 至@@ 50 kHz 之间@@。

图@@ 3：全桥@@、半桥和@@双管正激@@拓扑结@@构@@@@@@

2. 电磁炉@@

电磁炉@@的@@原理是@@@@，当@@高@@磁导率材质的@@锅靠近线圈时@@@@，通过@@励磁线圈推动@@（或@@耦合@@）锅内@@的@@电流@@@@循环@@。其@@运行方式与@@变压器@@大致相同@@，其@@中@@@@线圈负责初级侧@@，电磁炉@@底部负责次级侧@@。产生的@@大部分@@热量来源@@@@于@@锅底层形成@@的@@涡电流@@@@循环@@。这些@@系统@@的@@能量@@传输效率@@约为@@@@ 90%，而@@顶部光滑的@@无感电器装置的@@能效仅@@为@@@@@@ 71%，相比@@@@之下@@，（对于@@@@同量热传递@@）前者可节省@@大约@@ 20% 的@@能量@@。逆变器@@将@@电流@@@@导入铜线圈@@，从@@而@@产生电磁场@@，电磁场穿透锅底@@，形成@@电流@@@@@@。产生的@@热量遵循焦耳效应公式@@，即@@锅的@@电阻@@乘以@@感应电流@@@@的@@平方@@。

图@@ 4：电磁炉@@框图@@@@

对于@@@@电磁炉@@@@，比@@较@@重要的@@要求包括@@@@：

高@@频@@开关@@

功率因数接近一@@

宽负载范围@@

感应加热应用@@@@的@@输出功率控制@@通常@@基于@@@@可变频率方案@@。这是@@一种根据负载或@@线路频率变化来应用@@@@的@@基本@@方法@@。然而@@@@，该方法存在@@一个主@@要缺点@@：若要在@@宽范围内@@控制@@输出功率@@，频率需要大幅变化@@。

感应加热最常用@@的@@拓扑结@@构@@@@基于@@@@谐振回路@@。谐振转换器@@的@@主@@要优势@@是@@高@@开关频率范围@@，同时@@@@能效不会降低@@@@@@。谐振转换器@@采用@@@@零电流@@@@开关@@ (ZCS) 或@@零电压@@开关@@ (ZVS) 等@@控制@@技术@@来降低@@@@功率损耗@@。谐振半桥@@ (RHB) 转换器@@和@@准谐振@@ (QR) 逆变器@@是@@备受欢迎的@@拓扑结@@构@@@@@@。RHB 结@@构@@的@@@@优势@@包括@@负载工作范围大@@，并且@@@@能够提供@@超高@@功率@@。

图@@ 5：RHB 和@@ QR 拓扑结@@构@@@@

QR 转换器@@的@@主@@要优势@@是@@成@@本@@@@较低@@@@，因此@@@@非常适合@@低@@至@@@@中@@功率范围@@（峰值功率高@@达@@@@ 2 kW）、工作频率介于@@@@@@ 20 至@@ 35 kHz 之间@@的@@@@应用@@@@@@@@。

3. 电机驱动@@@@

半桥转换器@@@@ (HB) 是@@电机驱动@@@@应用@@@@中@@@@一种最常见的@@拓扑结@@构@@@@@@，频率介于@@@@ 2kHz 至@@ 15kHz 之间@@。HB 输出电压@@取决于@@开关状态和@@电流@@@@极性@@。

图@@ 6：半桥拓扑结@@构@@@@显示正输出电流@@@@和@@负输出电流@@@@@@

考虑到@@电感负载@@，电流@@@@随后会增加@@。如@@果@@负载汲取正电流@@@@@@ (Ig>0)，它将@@流@@经@@ T1，为@@负@@载提供@@能量@@ (Vg)。相反@@，如@@果@@负载电流@@@@@@ Ig 为@@负@@，电流@@@@经由@@@@ D 流@@回@@，将@@能量返回至@@直流@@电源@@@@@@。同样@@，如@@果@@ T4 开通@@（且@@ T1 关闭@@），会有@@ −Vbus/2 的@@电压@@@@施加于@@负载@@，且@@电流@@@@会减小@@@@。如@@果@@ Ig 为@@正@@，电流@@@@流@@经@@ D4，将@@能量返回至@@母线@@电源@@@@@@。

适合@@IGBT应用@@@@的@@多电压@@等@@级@@拓扑结@@构@@@@@@

快速开关@@给@@ HB 拓扑结@@构@@@@带来的@@局限性包括@@@@：

只有两个输出电压@@等@@级@@@@

无源@@和@@有源@@@@188足彩外围@@app 受到@@应力@@

高@@开关损耗@@@@

栅@@极@@驱动@@难度加大@@

纹波电流@@@@升高@@@@

EMI变高@@@@

电压@@处理@@（无法与@@高@@电压@@@@母线@@结@@合使@@用@@@@@@）

器件@@串联增加了实施工作的@@复杂性@@

难以@@达到@@热平衡@@

高@@滤波要求@@

为@@了摆脱这些@@局限性@@，在@@不间断电源@@@@@@@@ (UPS) 和@@太阳能@@逆变器@@@@等@@应用@@@@中@@@@@@，采用@@@@新的@@多电压@@等@@级@@拓扑结@@构@@@@@@。常见结@@构@@包括@@单极性开关@@ I 型@@和@@@@ T 型@@转换器@@@@，它们能够在@@较高@@的@@母线@@电压@@@@下工作@@@@。随着@@可用@@@@输出状态增多@@，滤波器@@188足彩外围@@app 之间@@的@@@@电压@@@@相应减小@@@@，因此@@@@滤波损耗也更低@@@@@@，188足彩外围@@app 更小@@@@。开关损耗@@有所降低@@@@@@，而@@导通@@损耗则小@@幅增加@@（适合@@ 16kHz - 40kHz 的@@较高@@频@@率@@，可达@@到@@约@@ 98% 的@@高@@能效@@）。

图@@ 7：I 型@@和@@@@ T 型@@转换器@@@@拓扑结@@构@@@@@@

IGBT 的@@未来@@@@

尽管@@ IGBT 已经问世很多年@@@@，但@@该技术@@仍是@@许多高@@电压@@@@和@@电流@@@@应用@@@@的@@理想之选@@。IGBT 不仅@@越来越多地应用@@@@于@@传统设计@@@@，还应用@@@@于@@新设计@@@@，因为@@@@新推出的@@器件@@@@在@@不断地推动@@ Vcesat 降低@@@@至@@@@ 1V，并通过@@@@新型@@@@结@@构@@来提高@@电流@@@@@@密度@@@@和@@开关损耗@@@@。若要在@@使@@用@@@@@@ IGBT 的@@过程中@@获得最大@@效益@@，一个关键因素是@@先了解@@应用@@@@要求@@，然后选择合适的@@电路@@拓扑结@@构@@@@加以@@实施@@。

罗姆@@与@@纬湃科技@@签署@@SiC功率元器件@@长期供货合作协议@@

judy — Tue, 20 Jun 2023 02:23:38 +0000

SiC（碳化硅@@@@）功率元器件@@领域的@@先进企业@@@@ROHM Co., Ltd. （以@@下@@简称@@“罗姆@@”）于@@2023年@@6月@@19日与@@全球@@先进驱动@@技术@@和@@@@电动化解决方案@@大型@@制造@@商纬湃科技@@@@（以@@下@@简称@@“Vitesco”）签署了@@SiC功率元器件@@的@@@@长期供货合作协议@@。根据该合作协议@@，双方在@@@@2024年@@至@@@@2030年@@间的@@交易额将@@超过@@1300亿日元@@。

之所以@@@@能达成@@此@@次合作@@，是@@因为@@@@双方已于@@@@2020年@@建立了@@“电动汽车@@@@电力电子技术@@开发@@合作伙伴关系@@”，并基于@@@@合作伙伴关系进行了密切的@@技术@@@@合作@@，开展了适用@@于@@@@电动汽车@@@@的@@@@SiC功率元器件@@和@@采用@@@@@@SiC芯片@@的@@逆变器@@产品@@的@@开发@@@@。

作为@@双方联合开发@@的@@第@@一个成@@果@@，Vitesco计划最早从@@@@2024年@@开始供应采用@@@@了罗姆@@@@ SiC芯片@@的@@先进逆变器@@@@，目前@@这种@@逆变器@@已被两家大型@@电动汽车@@@@制造@@商的@@产品@@采用@@@@@@，提前实现@@了当@@初制定的@@目标@@。

在@@电动@@汽车@@@@逆变器@@的@@开发@@中@@@@，SiC功率元器件@@是@@非常重要的@@组成@@部分@@@@，有助于@@实现@@更高@@效@@@@的@@@@电力电子设计@@@@。其@@中@@@@，SiC芯片@@对于@@@@电动汽车@@@@而@@言@@是@@尤为@@重要的@@关键技术@@@@，因为@@@@电动汽车@@@@需要支持@@高@@电压@@@@@@，并通过@@@@有效利用@@@@电能来延长续航里程@@、缩减电池@@尺寸@@@@。

通过@@此@@次建立的@@长期供货合作伙伴关系@@，Vitesco将@@能够确保对电动汽车@@@@开发@@具有战略意义且@@非常重要的@@@@SiC芯片@@的@@产能@@。
未来@@，双方将@@继续深化合作@@，通过@@SiC助力电动汽车@@@@进一步提高@@效@@率@@@@并实现@@更快的@@充电@@速度@@。

纬湃科技@@ CEO　 Andreas Wolf 表@@示@@：
“与@@罗姆@@的@@供货合作协议将@@成@@为@@确保@@Vitesco未来@@SiC产能的@@重要基石@@。我们双方已经通过@@以@@往的@@开发@@合作积累了很好@@的@@经验@@。我希望双方不仅@@要继续保持合作@@，还要进一步加强@@合作@@。”

ROHM Co., Ltd. 董事@@ 常务执行官@@ CFO 伊野和@@英@@（博士@@）表@@示@@：
“在@@快速发展@@的@@电动汽车@@@@@@市@@场@@，SiC功率元器件@@是@@实现@@更高@@效@@@@率@@的@@重要技术@@@@，罗姆@@在@@@@SiC市@@场拥有业内@@先进的@@@@开发@@和@@制造@@体系@@。我相信通过@@与@@重要的@@战略合作伙伴@@Vitesco建立更深层次的@@业务合作关系@@，将@@有助于@@罗姆@@进一步渗透市@@场@@，另外@@，罗姆@@将@@有望获得@@30%以@@上@@@@的@@市@@场份额@@。”

Vitesco CEO　Andreas Wolf　（右@@）ROHM Co., Ltd. 董事@@ 常务执行官@@ CFO 伊野和@@英@@　（左@@）

器件@@虽小@@@@，作用@@尤大@@
SiC的@@介电击穿强@@度是@@传统@@Si（硅@@）的@@10倍@@，禁带宽度是@@@@Si的@@3倍@@，而@@且@@@@拥有更优异的@@散热特性@@@@，因而@@在@@显著降低@@@@功率损耗@@、实现@@应用@@@@设备的@@小@@型@@化@@、以@@及在@@高@@电压@@@@@@和@@高@@温环境下稳定驱动@@方面表@@现非常出色@@。

凭借@@这些@@特点@@，与@@传统@@的@@@@Si相比@@@@，使@@用@@@@SiC功率元器件@@的@@@@电力电子设备可进一步减少@@功率转换过程中@@的@@@@损耗@@。尤其@@是@@@@在@@@@800V这样的@@高@@电压@@@@条件@@下@@，SiC逆变器@@的@@效率@@显著高@@于@@@@Si逆变器@@。在@@电动@@汽车@@@@充电@@应用@@@@中@@@@@@，由@@于@@@@电压@@越高@@@@，充满电所需的@@时@@间@@越短@@，因此@@@@全球@@对@@SiC产品@@的@@需求日益扩大@@。另外@@，由@@于@@@@采用@@@@@@SiC产品@@可以@@更有效地利用@@@@电动汽车@@@@电池@@的@@电能@@，因此@@@@有助于@@延长电动汽车@@@@的@@续航里程并缩减电池@@尺寸@@@@@@。

关于@@@@纬湃科技@@@@
Vitesco是@@面向@@可持续出行领域开发@@和@@制造@@先进驱动@@系统@@的@@全球@@知名制造@@商@@。通过@@为@@电动@@、混合动力和@@内@@燃驱动@@系统@@提供@@智能的@@系统@@解决方案@@和@@零部件@@，助力打造更环保@@@@、更高@@效@@@@、更经济@@的@@出行方式@@。其@@产品@@组合包括@@电力驱动@@装置@@、电子控制@@单元@@@@、传感器@@、执行器和@@尾气后处理解决方案@@@@。另外@@，Vitesco在@@2022年@@的@@销售额达到@@约@@90.7亿欧元@@，在@@全球@@拥有@@50个基地@@，员工人数@@38,000名左@@右@@@@@@。Vitesco的@@总@@部位于@@德国雷根斯堡@@。

为@@什么@@所有@@的@@@@SiC肖特基@@二极管@@@@都不一样@@

judy — Fri, 16 Jun 2023 02:41:26 +0000

在@@高@@功率应用@@@@中@@@@@@，碳化硅@@@@（SiC）的@@许多方面都优于@@硅@@@@，包括@@更高@@的@@工作温度以@@及更高@@效@@@@的@@@@高@@频@@开关@@性能@@@@。但@@是@@@@，与@@硅@@快速恢复二极管@@相比@@@@@@，纯@@ SiC 肖特基@@二极管@@@@的@@一些@@特性@@仍有待提高@@@@。本@@188金宝搏@@ 介绍@@Nexperia（安世半导体@@@@）如@@何将@@先进的@@@@器件@@结@@构@@@@与@@创新工艺@@技术@@结@@合在@@一起@@，以@@进一步提高@@@@ SiC 肖特基@@二极管@@@@的@@性能@@@@。

合并@@ PIN 肖特基@@（MPS）结@@构@@可减小@@漏@@电流@@@@@@

金属@@-半导体@@接面的@@缺陷是@@导致@@ SiC 肖特基@@二极管@@@@漏@@电流@@@@的@@主@@要原因@@。尽管@@采用@@@@更厚的@@漂移层可减小@@漏@@电流@@@@@@，但@@也会提高@@电阻@@和@@热阻@@@@，从@@而@@不利于@@电源@@@@应用@@@@@@。为@@解决这些@@问题@@， Nexperia SiC 开发@@了采用@@@@混合器件@@结@@构@@@@的@@@@ SiC 二极管@@，如@@图@@@@1所示@@。这种@@“合并@@ PiN 肖特基@@”（MPS）可将@@肖特基@@二极管@@@@和@@并联的@@@@ P-N 二极管@@有效地结@@合在@@一起@@。

标准@@ SiC 肖特基@@二极管@@@@结@@构@@@@（左@@）和@@ Nexperia 的@@ SiC MPS 二极管@@结@@构@@@@（右@@）

在@@传统肖特基@@结@@构@@的@@@@漂移区内@@嵌入@@ P 掺杂区@@，与@@肖特基@@阳极的@@金属@@构成@@@@ p 欧姆接触@@，并与@@轻度掺杂@@ SiC 漂移或@@外延@@层@@构成@@@@ P-N 结@@。在@@反向@@偏压下@@， P 阱将@@@@“驱使@@@@”最高@@场强@@的@@通用@@区域向@@下移动到@@几乎没有缺陷的@@漂移层@@，远离有缺陷的@@金属@@势垒区域@@，从@@而@@减小@@总@@漏@@电流@@@@@@，如@@图@@@@2所示@@。P 阱的@@物理位置和@@面积@@（与@@肖特基@@二极管@@@@的@@尺寸@@@@相比@@@@@@）以@@及掺杂浓度会影响其@@最终特性@@@@，同时@@@@正向@@@@压降会抵消漏@@电流@@@@和@@浪涌电流@@@@@@。因此@@@@，在@@漏@@电流@@@@和@@漂移层厚度@@相同的@@情况@@下@@@@， MPS 器件@@可在@@更高@@的@@击穿电压@@下运行@@。

图@@2：SiC MPS 二极管@@的@@静态@@ I-V 行为@@@@（包括@@过流@@@@）

MPS 二极管@@具有更出色的@@浪涌电流@@@@稳健性@@

SiC 器件@@的@@@@浪涌电流@@@@性能@@与@@其@@单极性和@@相对较高@@的@@漂移层电阻@@相关@@， MPS 结@@构@@也可以@@提高@@该参数性能@@@@。这是@@因为@@@@@@，双极性器件@@的@@@@差分电阻@@低@@于@@单极性器件@@@@。正常运行时@@@@， MPS 二极管@@的@@肖特基@@器件@@传导几乎所有@@电流@@@@@@，以@@便像肖特基@@二极管@@@@那样有效运行@@，同时@@@@在@@开关期间提供@@相同的@@优势@@@@@@。在@@高@@瞬态浪涌电流@@@@事件期间@@，通过@@ MPS 二极管@@的@@电压@@@@会超过内@@置@@ P-N 二极管@@的@@开启电压@@@@，从@@而@@开始以@@更低@@@@的@@@@差分电阻@@传导@@。这可以@@转移电流@@@@@@，同时@@@@限制@@耗散的@@功率@@@@，并缓解@@ MPS 二极管@@的@@热应力@@。如@@果@@只使@@用@@@@肖特基@@二极管@@@@@@，而@@不使@@用@@@@@@ P-N 二极管@@，则必须使@@用@@@@尺寸@@明显超规格@@的@@肖特基@@二极管@@@@@@，以@@允许目标应用@@@@中@@@@出现瞬时@@过流@@事件@@。为@@限制@@过流@@@@，可并联连接器件@@@@（或@@添加额外电路@@@@），但@@这会增加成@@本@@@@@@。同样@@， P 阱的@@尺寸@@@@和@@掺杂需要在@@正向@@@@压降@@（正常运行期间@@）与@@浪涌承受能力之间@@进行权衡@@。具体优化选择取决于@@应用@@@@@@， Nexperia（安世半导体@@@@）提供@@适合@@各种硬开关@@和@@软开关应用@@@@的@@二极管@@@@。

MPC 二极管@@的@@反向@@恢复特性@@@@

除了具有更出色的@@静态特性@@@@， SiC MPS 二极管@@在@@@@动态开关操作期间也具备诸多优点@@。其@@与@@硅@@基@@@@@@ P-N 二极管@@相比@@@@的@@一个显著优势@@与@@反向@@恢复特性@@有关@@@@。反向@@恢复电荷@@是@@造成@@硅@@快速恢复二极管@@功率损耗的@@一个主@@要原因@@，因此@@@@对转换器@@效率@@会有@@不利影响@@。影响反向@@恢复电荷@@的@@参数有很多@@，包括@@二极管@@关断电流@@@@和@@结@@温@@@@。相比@@@@之下@@，只有多数载流@@子才会影响@@ SiC 二极管@@的@@总@@电流@@@@@@，这意味着@@ SiC 二极管@@能够表@@现出几乎恒定的@@行为@@@@@@@@，几乎不会有@@硅@@快速恢复二极管@@的@@非线性性能@@@@。因此@@@@，功率设计@@人员更容易预测@@出@@ SiC 的@@行为@@@@@@，因为@@@@他们无需考虑各种环境温度和@@负载条件@@@@。

创新的@@@@“薄型@@@@ SiC ”二极管@@结@@构@@@@可进一步提高@@@@ MPS 二极管@@的@@性能@@@@

Nexperia（安世半导体@@@@）的@@ MPS 二极管@@在@@@@制造@@过程中@@减少@@了芯片@@厚度@@@@，因此@@@@具有额外的@@优势@@@@@@。未经过处理的@@@@ SiC 衬底为@@@@ N 掺杂衬底@@，并会生长出@@ SiC 外延@@层@@，以@@形成@@漂移区@@。衬底最初的@@厚度@@可达@@@@500 µm ，但@@在@@外延@@后@@，这会给背面金属@@的@@电流@@@@和@@热流@@路径增加额外的@@电阻@@和@@热阻@@@@。因此@@@@，给定电流@@@@下的@@正向@@@@压降和@@结@@温@@也会变得更高@@@@。针对该问题@@， Nexperia（安世半导体@@@@）的@@解决方案@@@@就@@是@@将@@衬底的@@底面@@“磨薄@@”。在@@此@@工序中@@@@，材料@@质量和@@研磨精度至@@关重要@@，以@@避免厚度@@不均匀@@，进而@@降低@@@@二极管@@的@@性能@@@@@@（这会导致现场应用@@@@中@@@@的@@器件@@@@故障@@）。此@@外@@，由@@于@@@@ SiC 的@@硬度更高@@@@（莫氏硬度@@等@@级@@为@@@@9.2至@@9.3，而@@硅@@的@@硬度等@@级@@为@@@@6.5），需要采用@@@@先进的@@@@制造@@技术@@@@。图@@3显示了@@该工艺@@的@@效果@@，通过@@使@@用@@@@@@ Nexperia（安世半导体@@@@）的@@“薄型@@@@ SiC ”技术@@将@@衬底厚度@@减少@@到@@原来的@@三分之一@@。

图@@3：与@@标准@@的@@@@@@ SiC 二极管@@结@@构@@@@（左@@）相比@@@@， Nexperia（安世半导体@@@@）的@@“薄型@@@@ SiC ”工艺@@（右@@）可提高@@二极管@@的@@电气@@性能@@和@@热性能@@@@。

因此@@@@，从@@结@@点到@@背面金属@@的@@热阻@@@@显著降低@@@@@@，从@@而@@降低@@@@器件@@的@@@@工作温度@@，提高@@器件@@的@@@@可靠@@性@@（由@@于@@@@具备更高@@的@@浪涌电流@@@@稳健性@@），并降低@@@@正向@@@@压降@@。

总@@结@@@@

可用@@@@ SiC 肖特基@@二极管@@@@的@@数量@@和@@类型@@不断增加@@，包括@@使@@用@@@@传统结@@构@@的@@@@@@ SiC 肖特基@@二极管@@@@和@@使@@用@@@@更先进的@@@@@@ MPS 结@@构@@的@@@@ SiC 肖特基@@二极管@@@@。Nexperia（安世半导体@@@@）的@@新型@@@@@@ SiC 肖特基@@二极管@@@@集成@@了宽带隙@@半导体@@材料@@@@（碳化硅@@@@）的@@优点@@、 MPS 器件@@结@@构@@@@及其@@@@“薄型@@@@ SiC ”技术@@带来的@@额外优势@@@@。凭借@@其@@在@@工艺@@开发@@和@@器件@@制造@@@@方面的@@专业知识@@， Nexperia（安世半导体@@@@）能够进一步提高@@这款@@新产品@@的@@性能@@@@，使@@其@@在@@当@@今@@ SiC 二极管@@市@@场中@@始终保持领先地位@@。

关于@@@@作者@@@@：Sebastian Fahlbusch

Sebastian 在@@电力电子领域@@拥有十多年@@的@@经验@@，尤其@@是@@@@在@@@@碳化硅@@@@@@（SiC）和@@宽带隙@@技术@@方面@@。他成@@功地在@@汉堡联邦国防军大学完成@@了有关@@使@@用@@@@@@ SiC-MOSFET 的@@新型@@@@@@多级功率转换器@@构想的@@博士@@学位论文@@。Sebastian 于@@2019年@@加入@@ Nexperia（安世半导体@@@@）的@@产品@@应用@@@@工程师团队@@，他的@@主@@要工作重点是@@为@@实现@@新电源@@@@产品@@提供@@支持@@@@，以@@强@@化@@ Nexperia（安世半导体@@@@）的@@功率@@产品@@组合@@。

纳微半导体@@@@发布新一代@@@@650V MPS™ SiC碳化硅@@@@二极管@@@@

judy — Thu, 11 May 2023 23:47:14 +0000

专有的@@@@“低@@门槛电压@@@@”技术@@带来更好@@的@@温控效果@@，第@@五代@@@@GeneSiC™碳化硅@@@@(SiC)二极管@@实现@@更高@@速@@、更高@@效@@@@的@@@@性能@@@@

唯一全面专注@@的@@下一代@@功率半导体@@公司@@@@ — 纳微半导体@@@@（纳斯达克股票代@@码@@：NVTS）宣布推出第@@五代@@@@高@@速@@GeneSiC碳化硅@@@@(SiC)功率二极管@@@@，可有效满足@@数据中@@心@@@@、工业@@电机驱动@@@@@@、太阳能@@和@@消费@@电子@@等@@要求严格的@@应用@@@@@@需求@@。

这款@@650伏@@的@@混合式@@PIN-肖特基@@ (MPS™)二极管@@采用@@@@独特的@@@@PiN-Schottky结@@构@@，提供@@低@@内@@置电压@@偏置@@（低@@门槛电压@@@@）以@@实现@@在@@@@各种负载条件@@下的@@最高@@效@@率@@@@和@@卓越的@@鲁棒性@@。应用@@@@领域@@包括@@服务器@@@@/电信电源@@@@的@@@@PFC电路@@、工业@@电机驱动@@@@@@、太阳能@@逆变器@@@@、LCD/LED电视和@@照明@@@@。

部分@@GeneSiC功率器件@@@@应用@@@@场景@@

GeneSiC MPS的@@独特设计@@@@，结@@合了@@PiN和@@肖特基@@二极管@@@@@@结@@构@@@@的@@优点@@@@，产生仅@@有@@1.3V的@@最低@@正向@@@@压降@@、高@@浪涌电流@@@@@@（IFSM）和@@开关损耗@@随温度变化小@@@@。专有的@@@@薄片技术@@进一步降低@@@@了正向@@@@电压@@@@，并很好@@地提升@@散热性能@@@@GeneSiC二极管@@先期提供@@表@@面贴装@@QFN的@@封装@@@@。

为@@确保能在@@关键应用@@@@中@@@@可靠@@运行@@，第@@五代@@@@650 V MPS二极管@@具有一流@@的@@鲁棒性和@@耐久性@@ ，具备高@@浪涌电流@@@@@@和@@雪崩@@能力@@，并通过@@@@100%雪崩@@（UIL）生产测试@@@@。

从@@4A到@@24A的@@容量@@，采用@@@@表@@贴封装@@@@（QFN，D2-PAK）和@@插件@@（TO-220，TO-247）封装@@形式@@，GExxMPS06x系列@@MPS二极管@@覆盖了从@@@@300W到@@3000W的@@应用@@@@@@范围@@，并适用@@于@@@@多种电路@@@@，如@@太阳能@@电池@@板升压转换器@@以@@及游戏机中@@的@@@@连续电流@@@@模式的@@功率@@因数校正电路@@@@（PFC）。TO-247-3封装@@形式@@是@@@@“共阴极@@”配置@@，为@@交错式@@PFC拓扑结@@构@@@@的@@高@@功率密度@@和@@材料@@降本@@提供@@了很大的@@灵活性@@。

“纳微正在@@为@@类似于@@@@AI，ChatGPT等@@火热应用@@@@背后的@@数据中@@心@@电源@@@@提供@@可靠@@@@，领先的@@解决方案@@@@@@。高@@效@@的@@@@、温控良好@@的@@@@、可靠@@的@@器件@@@@运行能力@@，保证了更长使@@用@@@@寿命@@，从@@而@@让电源@@@@设计@@@@师更放心地发挥@@，进一步缩短他们的@@原型@@设计@@周期@@，加快产品@@上@@市@@时@@间@@。”——纳微半导体@@@@副总@@裁兼中@@国区总@@经理@@ 查莹杰@@

关于@@@@纳微半导体@@@@@@

纳微半导体@@@@（纳斯达克股票代@@码@@: NVTS）成@@立于@@@@2014年@@，是@@唯一一家全面专注@@下一代@@功率半导体@@事业的@@公司@@@@。GaNFast™氮化镓@@功率芯片@@将@@氮化镓@@功率器件@@@@与@@驱动@@@@、控制@@、感应及保护集成@@在@@一起@@@@，为@@市@@场提供@@充电@@更快@@、功率密度@@更高@@和@@节能效果更好@@的@@产品@@@@。性能@@互补的@@@@GeneSiC™碳化硅@@@@功率器件@@@@@@是@@经过优化的@@高@@功率@@、高@@电压@@@@、高@@可靠@@性@@碳化硅@@@@解决方案@@@@。重点市@@场包括@@移动设备@@、消费@@电子@@、数据中@@心@@、电动汽车@@@@、太阳能@@、风力@@、智能电网@@和@@工业@@市@@场@@。纳微半导体@@@@拥有超过@@185项已经获颁或@@正在@@申请中@@的@@@@专利@@，其@@中@@@@，氮化镓@@功率芯片@@已发货超过@@7500万颗@@，碳化硅@@@@功率器件@@@@@@发货超@@1000万颗@@。纳微半导体@@@@于@@业内@@率先推出唯一的@@氮化镓@@@@20年@@质保承诺@@，也是@@全球@@首家获得@@CarbonNeutral®认证的@@半导体@@公司@@@@。

纳微半导体@@@@发布全新@@GeneSiC SiCPAK™模块@@

judy — Thu, 11 May 2023 01:13:20 +0000

先进的@@@@GeneSiC碳化硅@@@@技术@@将@@实现@@从@@@@10千瓦到@@@@兆瓦级别的@@应用@@@@@@扩展@@，包括@@铁路@@、电动汽车@@@@、工业@@、太阳能@@、风能@@和@@储能等@@领域@@，加速实现@@@@“Electrify Our World™”使@@命@@

纳微半导体@@@@（纳斯达克股票代@@码@@：NVTS）宣布其@@采用@@@@了全新@@SiCPAK™模块@@和@@裸片的@@领先碳化硅@@@@功率产品@@已扩展到@@更高@@功率市@@场@@，包括@@铁路@@、电动汽车@@@@、工业@@、太阳能@@、风能@@和@@能量储存等@@领域@@。

目标应用@@@@领域@@涵盖集中@@式和@@组串式太阳能@@逆变器@@@@@@、能量储存系统@@@@（ESS）、工业@@运动控制@@@@，电动汽车@@@@（EV）车载充电@@器@@@@、电动汽车@@@@快速充电@@@@桩@@、风能@@、UPS、双向@@微电网@@@@、DC-DC转换器@@以@@及固态断路器@@@@。

*部分@@GeneSiC功率器件@@@@使@@用@@@@场景@@

从@@650V到@@6500V，纳微半导体@@@@覆盖了最全面的@@碳化硅@@@@电压@@范围@@。从@@最初的@@分立封装@@系列@@@@-从@@8 x 8毫米@@的@@表@@贴@@QFN封装@@到@@插件@@TO-247，GeneSiC SiCPAK模块@@打通了直接进入高@@功率应用@@@@领域@@的@@初始入口@@。纳微至@@此@@形成@@了包括@@功率模块@@@@@@，高@@电压@@@@SiC MOSFETs和@@MPS二极管@@、GaN功率集成@@电路@@@@、高@@速数字隔离器和@@低@@压硅@@控制@@集成@@电路@@的@@全方位的@@功率@@技术@@路线图@@@@。

SiCPAK™模块@@采用@@@@@@“压接@@”技术@@，为@@功率电路@@提供@@紧凑的@@外形尺寸@@@@，并向@@最终用@@户提供@@经济@@实惠@@、高@@功率密度@@的@@解决方案@@@@@@。这些@@模块@@基于@@@@纳微半导体@@@@@@GeneSiC芯片@@建造@@，GeneSiC凭借@@着卓越的@@性能@@@@、可靠@@性和@@坚固性而@@广为@@人知@@。

其@@中@@@@一个显著的@@例子是@@@@SiCPAK半桥模块@@@@，额定为@@@@6毫欧@@、1,200伏@@，并采用@@@@了行业领先的@@沟槽辅助平面@@栅@@的@@@@SiC MOSFET技术@@。纳微将@@提供@@多种@@SiC MOSFETs和@@MPS二极管@@的@@配置@@可用@@@@于@@制定针对特定应用@@@@的@@模块@@@@，以@@实现@@优异的@@系统@@性能@@@@。初期发布的@@产品@@为@@额定@@1,200伏@@的@@半桥模块@@@@@@，6、12、20和@@30毫欧@@的@@多款产品@@@@。

在@@无铅@@SiCPAK中@@，每颗@@SiC芯片@@都用@@银浆@@（Ag）焊接到@@模块@@基板@@上@@@@，以@@实现@@优秀的@@冷却性能@@和@@可靠@@性@@。基板@@本@@身是@@@@“直接键合铜@@”（DBC），使@@用@@@@活性金属@@钎焊@@（AMB）技术@@在@@氮化硅@@@@（Si3N4）陶瓷上@@制造@@@@，非常适合@@于@@功率循环@@。这种@@结@@构@@具有优异的@@强@@度和@@柔韧性@@、抗断裂性和@@良好@@的@@热导性@@，以@@实现@@冷却@@、可靠@@和@@长寿命的@@运行@@。

对于@@@@希望自@@行制造@@大功率模块@@@@的@@客户@@，所有@@GeneSiC MOSFET和@@MPS二极管@@都提供@@裸片@@，并带有金@@（Au）和@@铝@@（Al）顶部金属@@层@@。

目前@@纳微已可以@@向@@符合@@要求的@@客户提供@@样品@@，详细信息欢迎您发送电子邮件至@@@@

china_distributor@navitassemi.com以@@获取更多信息@@。

“凭借@@完整@@、领先的@@电力@@、控制@@和@@隔离技术@@的@@系列@@产品@@@@@@，纳微半导体@@@@将@@加速客户从@@依赖化石燃料和@@传统硅@@功率产品@@向@@新型@@@@可再生能源@@@@和@@下一代@@半导体@@的@@转变@@，实现@@更强@@大@@@@、更高@@效@@@@、更快的@@能源@@转化系统@@@@。”——纳微半导体@@@@副总@@裁兼中@@国区总@@经理@@ 查莹杰@@

关于@@@@纳微半导体@@@@@@

Microchip推出碳化硅@@@@@@电子保险丝@@演示板@@@@ 为@@保护电动汽车@@@@应用@@@@中@@@@的@@电子设备提供@@更快@@、更可靠@@@@的@@方法@@

judy — Wed, 10 May 2023 07:19:51 +0000

新器件@@有@@6种型@@号@@，适用@@于@@@@400—800V电池@@系统@@@@

电池@@电动汽车@@@@@@（BEV）和@@混合动力汽车@@@@（HEV）的@@高@@压电气@@子系统@@需要具备一种保护机制@@，在@@过载情况@@下保护高@@压配电和@@负载@@。为@@了向@@@@BEV和@@HEV设计@@人员提供@@更快@@、更可靠@@@@的@@高@@压电路@@保护@@解决方案@@@@，Microchip Technology Inc.（美国@@微芯科技公司@@@@）今日宣布@@推出@@碳化硅@@@@@@（SiC）电子保险丝@@（E-Fuse）演示板@@。该器件@@有@@6种型@@号@@，适用@@于@@@@400 - 800V电池@@系统@@@@，额定电流@@@@最高@@可达@@@@30安培@@。

E-Fuse演示板@@可在@@微秒层级检测并中@@断故障电流@@@@@@，得益于@@@@高@@压固态设计@@@@，这比@@传统机械方法快@@100至@@500倍@@。快速响应时@@间可大大降低@@@@峰值短路电流@@@@@@，能从@@几十千安降至@@几百安@@，从@@而@@防止故障事件导致硬故障@@。

Microchip碳化硅@@@@业务部副总@@裁@@Clayton Pillion表@@示@@：“这款@@E-Fuse演示板@@为@@@@BEV/HEV OEM设计@@人员提供@@了基于@@@@碳化硅@@@@技术@@的@@解决方案@@@@@@，能够更快@@、更可靠@@@@地保护电子设备@@，从@@而@@快速启动开发@@流@@程@@。E-Fuse采用@@@@固态设计@@也减轻了对机电设备长期可靠@@性的@@担忧@@，不会因为@@@@机械冲击@@、电弧或@@接触反弹而@@发生退化@@。”

凭借@@E-fuse演示板@@的@@可复位功能@@，设计@@人员可以@@很容易地将@@该器件@@封装@@在@@车辆中@@@@，而@@不必担心设计@@的@@可维修性限制@@@@。这减少@@了设计@@复杂性@@，并实现@@了灵活的@@车辆封装@@@@，能够改善@@BEV/HEV的@@动力系统@@分布@@。

由@@于@@@@E-fuse演示板@@具有内@@置的@@本@@地互联网@@络@@（LIN）通信接口@@，OEM厂商可加速开发@@基于@@@@@@SiC的@@辅助应用@@@@@@。LIN接口可配置@@过电流@@@@跳闸@@特性@@@@，不需要修改硬件组件@@，还可以@@报告诊断状态@@。

E-fuse演示板@@采用@@@@@@Microchip的@@SiC MOSFET技术@@和@@@@PIC®单片机的@@独立于@@内@@核的@@外设@@@@（CIP）以@@及基于@@@@@@LIN的@@接口@@，具备无与@@伦比@@的@@耐用@@性和@@性能@@@@。这些@@配套@@188足彩外围@@app 通过@@了汽车@@认证@@，与@@分立设计@@相比@@@@@@，元器件@@数量@@更少@@、可靠@@性更高@@@@。

Microchip的@@SiC电源@@@@解决方案@@提供@@了业界最广泛@@、最灵活的@@@@MOSFET、二极管@@和@@栅@@极@@驱动@@器@@产品@@组合@@，包括@@裸片@@、分立器件@@@@、模块@@和@@可定制电源@@@@模块@@@@。如@@需了解@@@@更多有关@@@@Microchip 碳化硅@@@@半导体@@的@@信息@@，请访问@@@@我们的@@网@@站@@@@。

开发@@工具@@@@

E-Fuse演示板@@由@@@@MPLAB® X集成@@开发@@环境@@（IDE）支持@@，使@@客户能够快速开发@@或@@调试软件@@。LIN串行分析@@器开发@@工具@@@@使@@客户能够轻松地从@@@@PC向@@E-Fuse演示板@@发送和@@接收串行信息@@。

供货与@@定价@@
E-Fuse演示板@@可应要求提供@@数量@@有限的@@样品@@@@。如@@需更多信息@@，请联系@@Microchip销售代@@表@@@@。

资源@@@@
可通过@@@@Flickr或@@联系编辑获取高@@分辨率图@@片@@（欢迎自@@由@@发布@@）：
• 应用@@@@图@@片@@：www.flickr.com/photos/microchiptechnology/52842944434/sizes/l

Microchip Technology Inc. 简介@@
Microchip Technology Inc.是@@致力于@@智能@@、互联和@@安全的@@嵌入式控制@@解决方案@@的@@领先供应商@@@@。其@@易于@@使@@用@@@@的@@开发@@工具@@@@和@@丰富的@@产品@@组合让客户能够创建最佳设计@@@@，从@@而@@在@@降低@@@@风险的@@同时@@@@减少@@系统@@总@@成@@本@@@@@@，缩短上@@市@@时@@间@@。Microchip的@@解决方案@@@@为@@工业@@@@、汽车@@、消费@@、航天和@@国防@@、通信以@@及计算市@@场中@@@@12万多家客户提供@@服务@@。Microchip总@@部位于@@美国@@亚利桑那州@@Chandler市@@，提供@@出色的@@技术@@@@支持@@@@、可靠@@的@@产品@@交付和@@卓越的@@质量@@。详情请访问@@@@公司@@网@@站@@@@@@www.microchip.com。

安森美@@下一代@@@@1200 V EliteSiC M3S器件@@提高@@电动汽车@@@@和@@能源@@基础设施@@应用@@@@的@@能效@@

judy — Wed, 10 May 2023 07:05:13 +0000

智能电源@@@@和@@智能感知技术@@的@@领导者安森美@@@@（onsemi，美国@@纳斯达克上@@市@@代@@号@@：ON），推出最新一代@@@@1200 V EliteSiC 碳化硅@@@@（SiC）M3S器件@@，助力电力电子工程师实现@@更出色的@@能效和@@更低@@@@系统@@成@@本@@@@@@。全新产品@@系列@@包括@@有助于@@提高@@开关速度的@@@@EliteSiC MOSFET和@@模块@@@@，以@@适配越来越多的@@@@800 V电动汽车@@@@（EV）车载充电@@器@@@@（OBC）和@@电动汽车@@@@直流@@快充@@、太阳能@@方案以@@及能源@@储存等@@能源@@基础设施@@应用@@@@@@。

该产品@@组合还包括@@采用@@@@半桥功率集成@@模块@@@@（PIMs）的@@新型@@@@@@EliteSiC M3S器件@@，具有领先业界的@@超低@@@@Rds（on），采用@@@@标准@@@@F2封装@@。这些@@模块@@非常适用@@于@@@@@@工业@@应用@@@@@@DC-AC、AC-DC和@@DC-DC大功率转换阶段@@。它们提供@@更高@@的@@集成@@度@@，采用@@@@优化的@@直接键合铜@@设计@@@@，实现@@了并联开关之间@@的@@@@平衡电流@@@@共享和@@热分布@@。这些@@PIM旨在@@提供@@高@@功率密度@@@@，适用@@于@@@@能源@@基础设施@@@@、电动汽车@@@@直流@@快速充电@@@@@@和@@不间断电源@@@@@@@@（UPS）。

安森美@@高@@级副总@@裁兼先进电源@@@@分部总@@经理@@Asif Jakwani说@@：

“安森美@@最新一代@@汽车@@和@@工业@@@@EliteSiC M3S产品@@将@@助力设计@@人员减小@@其@@应用@@@@占位和@@降低@@@@系统@@散热要求@@。这有助于@@设计@@人员开发@@出能效更高@@@@、功率密度@@更大的@@高@@功率转换器@@@@。”

车规级@@1200 V EliteSiC MOSFET专用@@于@@高@@达@@@@22 kW的@@大功率@@OBC和@@高@@压至@@低@@压的@@@@DC-DC转换器@@。M3S技术@@专为@@高@@速开关应用@@@@而@@开发@@@@，具有领先同类产品@@的@@开关损耗@@品质因数@@@@。

关于@@@@安森美@@@@（onsemi）
安森美@@（纳斯达克股票代@@码@@：ON）一直在@@推动颠覆性创新的@@@@路上@@孜孜以@@求@@，努力打造更美好@@的@@未来@@@@@@@@。公司@@专注@@于@@汽车@@和@@工业@@终端市@@场@@，目前@@正加速变革@@，拥抱大趋势的@@转变@@，包括@@汽车@@电汽化和@@汽车@@安全@@、可持续能源@@网@@@@、工业@@自@@动化以@@及@@5G和@@云基础设施@@等@@@@。安森美@@的@@@@智能电源@@@@和@@感知技术@@@@，以@@高@@度差异化的@@创新产品@@组合@@，助力解决全球@@最复杂的@@挑战和@@难题@@，引领创建一个更加安全@@、清洁@@、智能的@@世界@@。安森美@@是@@@@《财富@@》美国@@500强@@（Fortune 500®）和@@标普@@500指数@@（S&P 500®）企业@@。访问@@www.onsemi.cn了解@@关于@@@@安森美@@@@的@@更多内@@容@@。

Diodes推出功率密度@@更高@@的@@工业@@级碳化硅@@@@@@ MOSFET

judy — Thu, 13 Apr 2023 01:51:39 +0000

Diodes 公司@@ (Diodes) (Nasdaq：DIOD) 推出碳化硅@@@@@@ (SiC) 系列@@最新产品@@@@：DMWS120H100SM4 N 通道碳化硅@@@@@@ MOSFET。这款@@装置可以@@满足@@工业@@马达驱动@@@@、太阳能@@逆变器@@@@、数据中@@心@@及电信电源@@@@供应@@、直流@@对直流@@@@ (DC-DC) 转换器@@和@@电动车@@ (EV) 电池@@充电@@器@@@@等@@应用@@@@@@，对更高@@效@@@@率@@与@@更高@@功率密度@@的@@需求@@。

DMWS120H100SM4 在@@高@@电压@@@@@@ (1200V) 和@@汲极电流@@@@@@ (可达@@ 37A) 的@@条件@@下运作@@，同时@@@@维持低@@导热性@@ (RθJC = 0.6°C/W)，非常适合@@用@@于@@在@@恶劣环境中@@运作的@@应用@@@@@@@@。这款@@ MOSFET 的@@ RDS(ON) (典型@@值@@) 很低@@@@，仅@@ 80mΩ (对于@@@@ 15V 的@@闸极驱动@@@@)，能将@@传导耗损降至@@最低@@@@，并提高@@效@@率@@@@@@。而@@这款@@装置的@@闸极电荷@@仅@@@@ 52nC，可减少@@开关耗损与@@降低@@@@封装@@温度@@。

本@@产品@@是@@市@@场上@@首款采用@@@@@@ TO247-4 封装@@的@@@@碳化硅@@@@@@ MOSFET。额外的@@凯尔文感应接脚@@可以@@接到@@@@ MOSFET 的@@源@@极@@@@，以@@优化切换效能@@，达到@@更高@@的@@功率@@密度@@@@。

关于@@@@ Diodes Incorporated