各行业用户对于低开关损耗、低传导损耗和高温器件的需求是推动功率半导体技术发展的主要因素。近年来,SiC(碳化硅)肖特基二极管作为采用标准TO封装的分立式器件,纷纷在市场投放。这些新二极管相对于硅器件而言具备更出色的性能,主要表现在开关损耗和热性能上。它们十分适用于高端电源的600V硬开关应用。除了上述市场切入点外,许多行业用户都认为这种新兴技术还是高功率模块应用的理想之选。本文的主要目标是,深刻阐述在基于硅材料的高成本效益解决方案向SiC高性能的解决方案转变时,如何在静态损耗和动态损耗之间实现最佳平衡。为实现该目的,对以下开关配置进行了比较:

　　(1)采用无硅续流二极管(发射极控制装置)的Si IGBT(英飞凌IGBT4)。

　　(2)采用无SiC续流二极管(英飞凌1200V SiC肖特基二极管)的快速Si IGBT(英飞凌IGBT2)。

　　(3)SiC JFET级联开关(搭载40V OptiMOS2 Si MOSFET的SiC JFET通常为1200V)。

　　选择SiC JFET的原因是,这种开关相对于SiC MOSFET具备更出色的成熟性和可靠性。

　　1 搭载SiC续流二极管的IGBT功率模块

　　自2001年以来,采用分立式封装的SiC肖特基二极管开始在市场投放,如图1所示。第一个实现商用的采用SiC肖特基二极管(作为续流二极管)的高功率模块是来自英飞凌的PrimePACKTM 2 IGBT功率模块(600A、1200V)。该模块的型号为FF600R12IS4F。