绪论
本教程SiC MOSFET驱动电路及应用 (opens new window)由zhouxzh、DarentTheYang、DNFfafa联袂编写。
学习本教程以前,建议先学习电路课,推荐书籍为——《电路》邱关源著,第六版
# SiC MOSFET的发展历史
碳化硅场效应管的历史可以追溯到20世纪70年代,当时研究了与器件相关的碳化硅材料,如MOSFET。然而,建议在1989年正式使用碳化硅用于功率器件。第一个碳化硅功率晶体管于2008年以1200 V结型场效应晶体管(JFET)的形式推向市场。硅金属氧化物栅FETS(MOSFETs)在70年代和80年代变得可行,具有垂直导电路径和平面栅结构,随后在90年代采用“沟槽”排列。
# SiC MOSFET的特点
据Cree公司称,该公司创建了第一个SiC MOSFET,SiC相对于硅有三个主要优点:更高的临界击穿场、更高的热导率和更宽的带隙。与硅MOSFET和IGBT相比,SiC MOSFET提供更高的热导率(120-270 W/mK)和更高的电流密度。 SiC MOSFET相对于Si MOSFET的主要优点是,随着温度从25°C上升到135°C,SiC MOSFET的导通电阻增加了20%,而Si MOSFET的导通电阻增加了250%。此外,SiC MOSFET相对于Si IGBT电机驱动系统的一个显著优点是它们能够嵌入电机组件中,在同一外壳内嵌入电机控制器和逆变器。
# SiC MOSFET的应用场景
SiC MOSFET比其他功率器件(如硅MOSFET和IGBT)更高效。它们具有比硅MOSFET和IGBT更低的开关损耗和导通损耗。 SiC MOSFET还具有比硅MOSFET和IGBT更高的开关频率,这意味着SiC MOSFET可以在更高频率下运行,这可能会导致更小的磁性元件和更高的功率密度。SiC MOSFET用于各种应用,例如太阳能逆变器、电机驱动、电动汽车和电源。它们还用于高频开关应用,例如无线充电和DC-DC转换器。