Avantajele mosfetelor din carbură de siliciu

MOSFET-urile din carbură de siliciu depășesc performanțele tranzistoarelor Si IGBT atunci când vine vorba de aplicații de înaltă tensiune, cum ar fi vehiculele energetice inteligente și utilajele industriale, oferind performanțe superioare față de tranzistoarele IGBT în ceea ce privește performanța energetică, disiparea căldurii și gama de temperaturi. În plus, fiabilitatea lor o depășește și pe cea a tranzistoarelor IGBT.

Când este aplicată la poartă, atunci când se aplică o tensiune pozitivă pe suprafața siliciului de tip p, găurile sunt atrase de câmpul electric al acesteia și lasă în urmă o regiune goală numită zonă de depleție.

Înaltă tensiune

MOSFET-urile din carbură de siliciu au o tensiune nominală ridicată și funcționează excepțional în diverse proiecte de circuite electronice datorită atributelor lor de economisire a energiei și abilităților eficiente de disipare a căldurii.

Acestea au o rezistență ON mai mică și funcționează la frecvențe mai mari decât dispozitivele de alimentare tradiționale pe bază de siliciu - adesea blocajul pentru sistemele moderne - oferind beneficii semnificative în ceea ce privește dimensiunea redusă a componentelor și eficiența sistemului.

Dispozitivele de putere SiC se mândresc cu parametri electrici superiori în comparație cu dispozitivele din siliciu, inclusiv RDSon mai scăzut și performanța la temperatura de funcționare, ceea ce le face potrivite pentru aplicații solicitante, cum ar fi invertoare de tracțiune, mașini de sudură, sisteme de energie regenerabilă și stații de încărcare, centre de date IT, precum și medii dure, cum ar fi cabinele de sudură. Fiabilitatea și durata lor de viață superioare le fac extrem de populare în rândul inginerilor - acest factor este singurul care explică popularitatea lor în creștere în rândul inginerilor.

Curent ridicat

MOSFET-urile din carbură de siliciu permit dispozitivelor de putere să gestioneze eficient curenți mari, ceea ce este esențial deoarece permite frecvențe de comutare mai mari care reduc cerințele componentelor inductive și capacitive în proiectarea circuitelor de putere.

MOSFET-urile SiC funcționează prin atragerea curentului între terminalele sursă și drenă, care este activat prin aplicarea unei tensiuni pozitive la porțile lor; aceasta creează un câmp electric care atrage electronii din regiunea p superioară într-un canal conductiv, plasându-l în starea "pornit". Invers, aplicarea unei tensiuni zero sau negative inversează acest efect, oprind fluxul de curent și plasând dispozitivul înapoi în starea "oprit".

Deoarece MOSFET-urile SiC sunt dispozitive unipolare (care implică doar trecerea electronilor prin regiunile semiconductoare de tip n pentru fluxul de curent), acestea pot fi pornite la tensiuni drenă-sursă relativ scăzute, cu o rezistență foarte mică în stare activă, ceea ce duce la timpi de comutare mai rapizi.

Rezistență scăzută la pornire

Mosfetele din carbură de siliciu sunt concepute pentru a fi utilizate în medii dificile și reprezintă o completare excelentă pentru invertoarele de tracțiune, acționările motoarelor, sistemele de alimentare cu energie solară și de rezervă. Eficiența lor mai mare în comparație cu dispozitivele cu siliciu permite realizarea de sisteme mai mici într-un spațiu mai mic, oferind în același timp o putere mai mare decât dispozitivele cu siliciu mai puternice.

MOSFET-urile SiC pot atinge tensiuni de blocare mult mai mari decât IGBT-urile (până la 1 200 V), însă semnalul lor drenă-sursă (VDS) trebuie gestionat cu atenție pe comutatoarele high side pentru a evita o supratensiune care ar putea duce la o încălzire Joule semnificativă și la deteriorarea dispozitivului. Prin urmare, sunt necesare măsurători precise de validare utilizând un osciloscop cu sonde precise și timpi morți pentru o gestionare adecvată.

Tektronix oferă o gamă largă de instrumente pentru validarea performanței semiconductorilor de putere, inclusiv a MOSFET-urilor. Explorați mai multe cu noua noastră notă de aplicație - Măsurarea eficientă a semnalelor MOSFET în electronica de putere SiC

Scurgeri reduse

MOSFET-urile din carbură de siliciu prezintă un curent de scurgere mai mic decât omologii lor din siliciu, permițând viteze de comutare mai mari și minimizând pierderile totale de energie în sistemele de alimentare.

MOSFET-urile SiC sunt mai rezistente la scăparea termică decât MOSFET-urile și IGBT-urile de putere standard din siliciu, permițându-le să funcționeze eficient chiar și la temperaturi ambientale mai ridicate, fără componente suplimentare de răcire. Acest lucru face ca MOSFET-urile SiC să fie deosebit de potrivite pentru aplicațiile industriale și auto în care poziționarea precisă a obiectelor sau mișcarea brațului sculei necesită un control ridicat al servomotoarelor pentru poziționare sau mișcare precisă.

Cea de-a treia generație de MOSFET-uri din carbură de siliciu (SiC) de la GeneSiC se mândrește cu pachete de ultimă generație și cu matrițe goale, oferind valori nominale de la 650 V la 6,5 kV, ceea ce le face potrivite pentru topologii de comutare rezonante și dure, conducând eficient IGBT-urile și ducând la o reducere semnificativă a greutății și dimensiunilor.