Fordeler med Mosfets av silisiumkarbid

MOSFET-er i silisiumkarbid utkonkurrerer Si-IGBT-transistorer når det gjelder høyspenningsapplikasjoner som smarte energikjøretøy og industrimaskiner, og gir overlegen effektytelse sammenlignet med IGBT-transistorer når det gjelder effektytelse, varmespredning og temperaturområde. I tillegg er de mer pålitelige enn IGBT-transistorene.

Når en positiv spenning legges på p-typen av silisium ved porten, trekkes hullene bort av det elektriske feltet og etterlater seg et tomt område som kalles utarmingssonen.

Høyspenning

MOSFET-er i silisiumkarbid har høye spenningsverdier og yter eksepsjonelt godt i ulike elektroniske kretsdesign på grunn av sine energibesparende egenskaper og effektive varmespredningsevner.

De har lavere ON-motstand og opererer ved høyere frekvenser enn tradisjonelle silisiumbaserte strømforsyningsenheter - ofte flaskehalsen i moderne systemer - noe som gir betydelige fordeler i form av redusert komponentstørrelse og systemeffektivitet.

SiC-strømenheter har overlegne elektriske parametere sammenlignet med silisiumenheter, inkludert lavere RDSon og driftstemperatur, noe som gjør dem egnet for krevende bruksområder som traksjonsomformere, sveisemaskiner, systemer for fornybar energi og ladestasjoner, IT-datasentre samt tøffe miljøer som sveisekabiner. Den overlegne påliteligheten og levetiden gjør dem svært populære blant ingeniører - noe som alene er årsaken til deres økende popularitet blant ingeniører.

Høy strømstyrke

MOSFET-er i silisiumkarbid gjør det mulig å håndtere høye strømmer effektivt, noe som er avgjørende ettersom det muliggjør høyere koblingsfrekvenser som reduserer kravene til induktive og kapasitive komponenter i kraftkretsdesign.

SiC MOSFET-er fungerer ved å trekke strøm mellom source- og drain-terminalene, noe som aktiveres ved å tilføre en positiv spenning til porten. Dette skaper et elektrisk felt som trekker elektroner fra den øverste p-regionen inn i en ledende kanal, noe som setter den i "på"-tilstand. Omvendt vil null eller negativ spenning reversere denne effekten, slik at strømmen stopper og enheten går tilbake til "av"-tilstanden.

Ettersom SiC MOSFET-er er unipolare enheter (som kun involverer elektroner som strømmer gjennom halvlederområder av n-typen), kan de slås på ved relativt lave drain-source-spenninger med svært liten on-state-motstand, noe som resulterer i raskere koblingstider.

Lav på-motstand

Mosfets i silisiumkarbid er konstruert for bruk i tøffe miljøer og er et utmerket tillegg til traksjonsomformere, motordrifter, solenergi og reservestrømssystemer. Den høyere effektiviteten sammenlignet med silisiumkomponenter gjør det mulig å bygge mindre systemer på et mindre fotavtrykk, samtidig som de gir større effekt enn kraftigere silisiumkomponenter alene.

SiC MOSFET-er kan nå mye høyere blokkeringsspenninger enn IGBT-er (opptil 1200 V), men drain-to-source-signalet (VDS) må håndteres nøye på high side-brytere for å unngå overspenning, noe som kan føre til betydelig Joule-oppvarming og skade på enheten. Derfor er det nødvendig med nøyaktige valideringsmålinger ved hjelp av et oscilloskop med nøyaktige prober og dødtider for å sikre riktig styring.

Tektronix tilbyr en rekke verktøy for validering av ytelsen til effekthalvledere, inkludert MOSFET-er. Utforsk mer med vårt nye applikasjonsnotat - Effektiv måling av MOSFET-signaler i SiC-kraftelektronikk

Lav lekkasje

MOSFET-er i silisiumkarbid har lavere lekkasjestrøm enn sine motstykker i silisium, noe som muliggjør raskere koblingshastigheter og minimerer det totale energitapet i kraftsystemer.

SiC MOSFET-er er mer motstandsdyktige mot termisk runaway enn standard MOSFET-er og IGBT-er i silisium, noe som gjør at de kan fungere effektivt selv under varmere omgivelsestemperaturer uten ekstra kjølekomponenter. Dette gjør SiC MOSFET-er spesielt godt egnet for industri- og bilapplikasjoner der presis posisjonering av objekter eller verktøyarmbevegelser krever høy servomotorkontroll for nøyaktig posisjonering eller bevegelse.

GeneSiCs tredjegenerasjons MOSFET-portefølje i silisiumkarbid (SiC) kan skilte med toppmoderne innkapslinger og bare matriser, med en rating fra 650 V til 6,5 kV, noe som gjør dem egnet for harde og resonante koblingstopologier, driver IGBT-er effektivt og fører til betydelig vekt- og størrelsesreduksjon.