Переваги карбідокремнієвих мосфетів

MOSFET з карбіду кремнію перевершують транзистори Si IGBT, коли мова йде про високовольтні додатки, такі як інтелектуальні енергетичні транспортні засоби та промислове обладнання, пропонуючи кращі показники потужності порівняно з транзисторами IGBT з точки зору продуктивності, тепловіддачі та температурного діапазону. Крім того, їх надійність також перевищує надійність IGBT.

Коли на затвор подається позитивна напруга, поверхневі дірки кремнію p-типу притягуються його електричним полем і залишають за собою порожню область, яка називається зоною виснаження.

Висока напруга

MOSFET з карбіду кремнію мають високі номінальні напруги і відмінно працюють в різних електронних схемах завдяки своїм енергозберігаючим властивостям і ефективному розсіюванню тепла.

Вони мають нижчий опір увімкнення і працюють на більш високих частотах, ніж традиційні кремнієві силові прилади, які часто є вузьким місцем сучасних систем, забезпечуючи значні переваги з точки зору зменшення розміру компонентів і підвищення ефективності системи.

Силові прилади на основі SiC мають кращі електричні параметри порівняно з кремнієвими, зокрема нижчі значення RDSon і робочої температури, що робить їх придатними для складних застосувань, таких як тягові інвертори, зварювальні апарати, системи відновлюваної енергетики та зарядні станції, ІТ-центри обробки даних, а також жорсткі умови експлуатації, наприклад, зварювальні кабіни. Їх чудова надійність і довговічність роблять їх надзвичайно популярними серед інженерів - лише цей фактор пояснює їх зростаючу популярність серед інженерів.

Високий струм

MOSFET з карбіду кремнію дозволяють силовим пристроям ефективно працювати з великими струмами, що дуже важливо, оскільки це забезпечує більш високі частоти перемикання, які знижують вимоги до індуктивних і ємнісних компонентів при проектуванні силових ланцюгів.

SiC MOSFET працюють за рахунок протікання струму між виводом і стоком, що забезпечується подачею позитивної напруги на затвор; це створює електричне поле, яке витягує електрони з верхньої p-області в провідний канал, переводячи прилад у стан “увімкнено”. І навпаки, подача нульової або від'ємної напруги змінює цей ефект на протилежний, припиняючи протікання струму і переводячи пристрій назад у вимкнений стан.

Оскільки SiC MOSFET є уніполярними пристроями (в яких для протікання струму беруть участь тільки електрони, що протікають через напівпровідникові області n-типу), вони можуть вмикатися при відносно низьких напругах сток-джерело з дуже малим опором увімкненого стану, що призводить до скорочення часу перемикання.

Низький вхідний опір

Мосфети з карбіду кремнію розроблені для використання в суворих умовах і є чудовим доповненням до тягових інверторів, моторних приводів, сонячних електростанцій та систем резервного живлення. Їх вища ефективність порівняно з кремнієвими приладами дозволяє створювати менші системи, що займають меншу площу, пропонуючи при цьому більшу потужність, ніж більш потужні кремнієві прилади поодинці.

SiC MOSFET можуть досягати набагато вищих напруг блокування, ніж IGBT (до 1200 В), однак їхній сигнал сток-витік (VDS) необхідно ретельно контролювати на високих переходах, щоб уникнути перенапруги, яка може призвести до значного джоулевого нагріву і пошкодження приладу. Тому для належного управління необхідні точні валідаційні вимірювання за допомогою осцилографа з точними щупами і часом нечутливості.

Tektronix пропонує широкий спектр інструментів для перевірки продуктивності силових напівпровідників, включаючи MOSFET. Дізнайтеся більше в нашій новій інструкції по застосуванню - Ефективне вимірювання сигналів MOSFET в силовій електроніці на основі SiC.

Низький рівень витоків

Карбідні МОП-транзистори мають менший струм витоку, ніж їхні кремнієві аналоги, що забезпечує вищу швидкість перемикання та мінімізує загальні втрати енергії в енергосистемах.

SiC MOSFET більш стійкі до теплового розгону, ніж стандартні кремнієві силові MOSFET і IGBT, що дозволяє їм ефективно працювати навіть при більш високих температурах навколишнього середовища без додаткових компонентів охолодження. Це робить SiC MOSFET особливо придатними для промислових і автомобільних застосувань, де точне позиціонування об'єкта або переміщення маніпулятора інструменту вимагає високого рівня управління сервомотором для точного позиціонування або переміщення.

Асортимент MOSFET з карбіду кремнію (SiC) третього покоління від GeneSiC може похвалитися найсучаснішими корпусами та голими кристалами, що забезпечують номінальну напругу від 650 В до 6,5 кВ, що робить їх придатними для жорстких та резонансних топологій перемикання, ефективного керування IGBT та значного зменшення ваги та габаритів.