摘要:近年来,市场上开始涌现出各种SiC(碳化硅)分立器件。文中介绍和论述了功率模块的SiC二极管和开关的应用,并将其与基于硅材料的功率模块进行比较。尽管SiC开关具备极低的整体动态损耗,但由于缺乏传导调制和芯片尺寸限制(由于SiC基材价格仍居高不下),仍有较高的静态损耗。各种1200V配置取决于频率的总损耗,这表明包含SiC开关的模块性能将在超过20kHz的应用中优于其他方案。 |
2 SiC JFET功率模块
如果该开关的阻断电压超过1000V,基于硅MOSFET的开通性能就会大幅下降。对于阻断电压高于1000V的开关而言,IGBT是一个不错的选择。但由于关断时存在拖尾电流,因此开关损耗具备一定的物理限值。对以较低的导通损耗实现更快开关的需求,推动新型SiC开关不断发展,从而诞生了SiC结型场效应晶体管(JFET)。
搭载SiC JFET开关的功率模块的第一个原型是采用H桥配置的EasyPACKTM 2B模块。图4和图5显示该模块的电路图和DBC版图。
英飞凌的SiC JFET是通常情况下处于导通状态的组件,其关断电压约为-15V,与标准的应用兼容。将一个40V的低压Si-MOSFET(OptiMOSTM)与1200V SiC JFET串联,可作为通常情况下处于断开状态的开关(级联配置)使用。该模块的每个开关包含6个并联的SiC JFET,可获得约70mΩ的总导通电阻。
图6显示采用级联配置,与低压OptiMOSTM2结合使用的SiC JFET的静态特性。