“助攻”电源设计:900V SiC MOSFET导通电阻创新低!
sic mosfet导通电阻与栅源电压
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sic mosfet的开关过程
一、Sic mosfet简介Sic mosfet(碳化硅金属氧化物半导体场效应晶体管)是一种新型的功率半导体器件,具有广泛的应用前景。
它相比传统的硅功率器件,有着更高的开关速度、更低的导通电阻和更好的热稳定性。
二、Sic mosfet的工作原理1. 充电过程当Vgs(栅源电压)增加时,沟道开始形成,电流开始流经沟道,mosfet处于导通状态。
在这个过程中,电荷被注入沟道中,并且沟道的阻抗开始下降。
2. 关断过程当Vgs减小到阈值以下时,mosfet进入关断状态。
在这个过程中,电荷从沟道中移除,沟道的阻抗增加,最终导通电流降为零。
三、Sic mosfet的开关速度1. 开启速度Sic mosfet的充电过程非常迅速,主要受到栅极驱动电路的影响。
合适的栅极驱动电路可以提高mosfet的开启速度,从而减少开启过程耗费的时间。
2. 关断速度Sic mosfet的关断速度也非常快,因为沟道的载流子在极短的时间内被移除,沟道电阻增加,导通电流迅速减为零。
四、Sic mosfet的温度稳定性1. 开启过程中的温度效应在开启过程中,由于温度的变化,电荷注入沟道的速度可能发生变化,但由于Sic mosfet的材料特性,其影响相对较小。
2. 关断过程中的温度效应在关断过程中,温度的变化可能会影响载流子的移动速度,从而影响沟道的电阻变化。
但Sic mosfet由于其良好的热稳定性,可以较好地抵抗温度的影响。
五、Sic mosfet的优势和应用1. 优势Sic mosfet具有更低的导通电阻、更高的工作频率、更好的热稳定性等优势,因此在高频、高温、高压等应用场合具有广泛的应用前景。
2. 应用Sic mosfet可以应用在电源转换器、电动车、太阳能储能系统等领域,以提高系统效率、减小体积、降低能耗等方面发挥重要作用。
结语Sic mosfet的开关过程受到多种因素的影响,包括栅极驱动电路的设计、温度的变化等。
然而,由于其在开关速度、温度稳定性等方面的优势,Sic mosfet在各种功率应用中都有着广阔的前景和潜力。
sic mosfet电阻构成
sic mosfet电阻构成SIC MOSFET,即碳化硅金属氧化物半导体场效应晶体管,是一种新型的功率半导体器件。
相较于传统的硅基MOSFET,SIC MOSFET具有更低的导通电阻,更高的开关速度和更高的工作温度。
它在电力电子领域具有广泛的应用前景。
SIC MOSFET的电阻构成是该器件的重要特性之一。
在SIC MOSFET 中,电阻主要由两部分构成:导通电阻和开关电阻。
首先是导通电阻。
导通电阻是指在SIC MOSFET导通状态下,从源极到漏极之间的电阻。
SIC MOSFET的碳化硅材料具有较高的电导率,使得导通电阻较低。
这意味着在导通状态下,SIC MOSFET可以以较小的功率损耗传导电流。
导通电阻的减小有助于提高器件的效率和性能。
其次是开关电阻。
开关电阻是指在SIC MOSFET开关状态下,从源极到漏极之间的电阻。
SIC MOSFET的开关速度较快,开关电阻较低,这意味着器件可以快速地从导通状态切换到截止状态,从而实现高效的功率转换。
开关电阻的减小有助于减少开关损耗,并提高器件的响应速度。
通过调整SIC MOSFET的结构和工艺参数,可以进一步降低导通电阻和开关电阻。
例如,增加器件的沟道宽度和长度可以减小导通电阻;采用优化的栅极结构和材料可以降低开关电阻。
此外,SIC MOSFET还可以通过并联多个单元来减小电阻,提高功率容量。
SIC MOSFET的电阻构成对其性能和应用至关重要。
通过降低导通电阻和开关电阻,可以提高器件的效率和响应速度。
SIC MOSFET作为一种新型的功率半导体器件,将在电力电子领域发挥重要作用,推动能源转型和智能化发展。
罗姆解决方案模拟器电源器件用户指南 (PFC 篇)说明书
ROHM Solution Simulator Power Device用户指南(PFC篇)User’s Guide ROHM Solution SimulatorPower Device 用户指南(PFC篇)前言本用户指南是为了便于充分灵活运用「Power Device Solution circuit」的PFC电路,对各参数的基本调整方法和知识的总结。
对于PFC电路设计时遇到的各个难题,这里分别介绍具体的解決方法,请在面对「不能正常运行」「进一步优化条件」等课题时作为参考。
此外,「PFC篇」的后续还有「逆变器篇」「DC-DC转换器篇」等篇章会在今后依次公开,请一同在电路设计中灵活运用。
目次■ 1. PFC电路一览・・・・・・・・・・・・・・・・・p.1■ 2. 电感值L的调整・・・・・・・・・・・・・・・・p.2■ 3. Switching频率fsw的调整・・・・・・・・・・・・・・・p.4■ 4. 栅极驱动电圧Vgs值的检讨・・・・・・・・・・・p.6■ 5. 栅极电阻Rg的变更・・・・・・・・・・・・・・・p.8■ 6. Dead time最佳值的检讨・・・・・・・・・・・・・p.101. PFC电路一览Table 1.是「Power Device Solution circuit」的PFC电路的总结。
表中包含通常使用的临界(BCM)、连续(CCM)、不连续(DCM)各动作模式,以及大功率3相PFC电路。
从基本的单机驱动,到交错式驱动、同步整流、无桥、Totem-pole等,我们针对不同情况均准备了介绍内容,请根据实际用途参考并应用。
Table 1. Power Device Solution Circuit PFC电路一览2. 电感值L的调整这里介绍的是通过调整线圈电感值来调整电感电流的波动率的方法。
调整的前提是动作模式为CCM(连续模式)。
2-1. 电路举例这里以Figure 1.的电路「A-4 PFC CCM Vin=200V Iin=2.5A」为例,变更黄色方框内的条件,并针对变更后的条件来调整L值。
SiC器件中SiC材料的物性和特征,功率器件的特征,SiC MOSFET特征概述
SiC 器件中SiC 材料的物性和特征,功率器件的特
征,SiC MOSFET 特征概述
1
SiC 材料的物性和特征
SiC(碳化硅)是一种由Si(硅)和C(碳)构成的化合物半导体材料。
SiC 临界击穿场强是Si 的10 倍,带隙是Si 的3 倍,热导率是Si 的3 倍,所以被认为是一种超越Si 极限的功率器件材料。
SiC 中存在各种多种晶型,它们的物性值也各不相同。
其中,4H-SiC 最合适用于功率器件制作。
另外,SiC 是唯一能够热氧化形成SiO2 的化合物半导体,所以适合制备MOS 型功率器件。
2
功率器件的特征
SiC 的临界击穿场强是Si 的10 倍,因此与Si 器件相比,能够以具有更高。
sic碳化硅mosfet最高工作频率
SIC碳化硅MOSFET是一种新型的功率半导体器件,具有高电压、高温和高频等特点。
本篇文章将围绕着SIC碳化硅MOSFET的最高工作频率展开讨论。
一、SIC碳化硅MOSFET的基本原理SIC碳化硅MOSFET是基于碳化硅材料制备的金属氧化物半导体场效应晶体管。
它采用碳化硅作为衬底材料,能够承受更高的工作温度,具有更低的导通电阻和更高的击穿电压,因此能够在高温、高频环境下工作。
二、SIC碳化硅MOSFET的工作频率与特性1. SIC碳化硅MOSFET的工作频率通常受到器件结构、工艺制造和材料特性等因素的影响。
由于碳化硅材料的导电性能好,迁移率高,因此SIC碳化硅MOSFET能够在更高的频率下工作。
2. SIC碳化硅MOSFET在工作频率上的主要特性包括开关速度快、损耗小、电磁干扰小等。
这些特性使得SIC碳化硅MOSFET在高频开关电源、光伏逆变器、电动汽车控制等领域有着广泛的应用前景。
三、SIC碳化硅MOSFET的最高工作频率1. 由于SIC碳化硅MOSFET具有优异的高频特性,因此它的最高工作频率通常可以达到几十兆赫兹甚至上百兆赫兹。
这使得SIC碳化硅MOSFET能够在高频环境下稳定工作,并且具有较高的性能优势。
2. 目前,SIC碳化硅MOSFET的最高工作频率还存在一定的局限性,主要表现在器件结构、封装工艺、散热问题等方面。
随着技术的不断进步和改进,相信SIC碳化硅MOSFET的最高工作频率会不断提升,应用范围也会进一步扩大。
四、SIC碳化硅MOSFET的发展趋势1. 随着电力电子器件领域对高温、高频、高效的需求日益增长,SIC 碳化硅MOSFET必将成为未来的发展趋势。
其在新能源、电动汽车、航空航天、通信等领域的应用前景广阔。
2. SIC碳化硅MOSFET在工作频率上的优势,将为电力电子领域带来更多的创新和应用场景。
相信在未来的发展中,SIC碳化硅MOSFET 的最高工作频率会不断提升,为电力电子器件的发展注入新的活力。
sic mosfet驱动及保护电路设计
撒电机MICROMOTORS第52卷第12期2019年 12月Vol. 52. No. 12Dec. 2019SiC MOSFET 驱动及保护电路设计柳舟洲(西安微电机研究所,西安710077)摘 要:SiC MOSFET 器件具有高耐压、低导通电阻、高频等优良特性,工业应用中具有明显优势,发展快速。
本文首先阐述了 SiC MOSFET 主要特性,分析了驱动电路的特点,并给出了基于分立器件的驱动及保护电路设计。
基于CREE 公司最新第三代器件,设计了驱动电路,并通过双脉冲电路及桥臂直通电路测试验证所设计的SiC 器件门极驱动电路参数及短路保护电路参数的准确性和合理性。
关键词:SiC MOSFET ; |'1极参数;双脉冲测试;桥臂直通短路中图分类号:TP272 文献标志码:A 文章编号:1001-6848(2019)12-0070-04Design of SiC MOSFET Driver and Protect CircuitLIU Zhouzhou(Xi' an Micromotor Research Institute , Xi 1 an 710077 , China )Abstract : SiC MOSFET devices have high voltage , low on ・resistance , high frequency and other excellentcharacteristics. SiC MOSFET develops rapidly in industrial application with obvious advantages. The design of driving function circuit based on discrete devices were given. Based on the latest third generation devices ofCREEE , the driving circuit was designed. The accuracy of driving parameters and characteristics for gate driv ing circuit of SiC device were verified by double pulse circuit test and ami shoot through short circuit test. Key words : SiC MOSFET ; driving parameters ; double pulse circuit test ; arm shoot through short circuito 引言SiC (碳化硅)是一种由硅(Si )和碳(C )构成的宽禁带半导体材料,绝缘击穿场强是Si 的10倍,带隙 是Si 的3倍,被认为是一种超越Si 极限的功率器件用材料。
SiC材料到底有多大的作用?
SiC 材料到底有多大的作用?
在可以预见的未来,我们将看到SiC 对电力电子行业产生的革命性影响。
SiC-MOSFET 用于太阳能,UPS,工业等应用时,可以使得逆变器效率更高,输出功率更大,系统尺寸更小,致冷系统更简单(散热器体积更小或
采用空气对流致冷)。
上世纪四五十年代,以硅(Si)和锗(Ge)为代表的第一代半导体材料奠定了微电子产业的基础。
经过几十年的发展,硅材料的制备与工艺日臻完美,Si 基器件的设计和开发也经过了多次迭代和优化,正在逐渐接近硅材料的极限,Si 基器件性能提高的潜力愈来愈小。
现代电子技术对半导体材料提出了高温、高功率、高压、高频以及抗辐射
等新要求,而宽带隙第三代半导体材料SiC 拥有卓越的开关性能、温度稳定性和低电磁干扰(EMI),极其适合下一代电源转换应用,如太阳能逆变器、电源、电动汽车和工业动力。
SiC 功率器件的研发始于1970 年代,80 年代SiC 晶体质量和制造工艺获得大幅改进,随着90 年代高品质6H-SiC 和4H-SiC 外延层生长技术的成功应用,各种SiC 功率器件的研究和开发进入迅速发展时期。
SiC 是由硅和碳组成的化合物半导体材料,C 原子和Si 原子不同的结合方式使SiC 拥有多种晶格结构,如4H,6H,3C 等等。
4H-SiC 因为其较高的载流子迁移率,能够提供较高的电流密度,常被用来做功率器件。
下表是4H-SiC 与Si 物理特性对比。
我们可以清楚地看到4H-SiC 禁带宽度为Si 的3 倍,击穿场强为Si 的10 倍,漂移率为Si 的2 倍,热导率为Si 的2.5 倍。
图1:Si,4H-SiC,SiC 物理参量对比。
平面型碳化硅mosfet
平面型碳化硅mosfet平面型碳化硅 MOSFET:特性、优势和应用平面型碳化硅 (SiC) MOSFET 是一种新型功率半导体器件,具有出色的性能和多项优势。
与传统硅基功率 MOSFET 相比,SiC MOSFET 提供更高的效率、更快的开关速度和更低的导通电阻。
特性高击穿电压: SiC 具有宽禁带,使 SiC MOSFET 能够承受非常高的击穿电压。
低导通电阻: SiC MOSFET 的导通电阻极低,从而减少了功耗和发热。
快速开关速度: SiC MOSFET 具有极快的开关速度,能够在高频下工作。
耐高温: SiC 具有很高的热导率,使 SiC MOSFET 能够在高温下工作。
抗辐射: SiC MOSFET 对辐射不敏感,使其适用于太空和军事应用。
优势高效率: SiC MOSFET 的低导通电阻和快速开关速度使其具有很高的效率,可显着降低功耗。
高功率密度: SiC MOSFET 的小尺寸和高功率密度使其非常适合高功率应用。
高可靠性: SiC MOSFET 具有出色的可靠性,可耐受严苛的工作条件。
低电磁干扰 (EMI): SiC MOSFET 的快速开关速度可降低 EMI,使其适用于对电磁干扰敏感的应用。
环境友好: SiC 是一种环保材料,不会产生有害物质。
应用平面型碳化硅 MOSFET 广泛应用于各种领域,包括:电力电子:逆变器、变频器和不间断电源 (UPS) 系统。
汽车电子:电动和混合动力汽车的牵引逆变器。
可再生能源:太阳能和风能发电系统。
工业自动化:电机驱动器和机器人。
航空航天和国防:卫星电源系统和雷达系统。
发展趋势平面型碳化硅 MOSFET 技术仍在不断发展,新材料和新工艺正在不断涌现。
未来,SiC MOSFET 的性能和可靠性将进一步提高,使其在更多应用中取代传统硅基功率 MOSFET。
随着 SiC MOSFET 技术的成熟和成本的下降,预计它将在未来几年内成为功率电子领域的领军技术,推动电力系统和电子产品的创新和进步。
打破硅极限新型功率MOSFET设计及关键技术
打破硅极限新型功率MOSFET设计及关键技术打破硅极限新型功率MOSFET设计及关键技术近年来,随着电子设备的快速发展和智能化水平的提高,功率MOSFET(金属氧化物半导体场效应晶体管)作为一种关键器件,扮演着越来越重要的角色。
然而,传统硅基功率MOSFET在面临功率密度和绝缘层厚度等方面的限制时,逐渐显露出其局限性。
为了满足越来越高的功率需求和高效能的要求,研究人员开始探索新型的功率MOSFET设计和关键技术,以打破硅极限。
一种被广泛研究的新型功率MOSFET是碳化硅(SiC)基功率MOSFET。
由于碳化硅具有高击穿场强、高导电性和高热容性等优异特性,使得碳化硅功率MOSFET具备了较高的开关频率和能耗效率。
此外,碳化硅功率MOSFET还能够操作在高温环境下,这在一些特殊的应用场景中具有重要意义。
然而,碳化硅功率MOSFET在设计和制造过程中仍然面临着一些挑战。
首先,碳化硅材料的生长和制备技术相对复杂,导致成本较高。
其次,碳化硅功率MOSFET对于CMP(化学机械抛光)等制程的要求较高,制造过程相对困难。
此外,由于碳化硅材料具有较高的反杂质吸收和较大的界面状态密度,使得电子迁移率降低和漏电流增加,从而影响了器件的性能。
为了克服上述挑战,研究人员提出了一些关键技术,以提升碳化硅功率MOSFET的性能。
首先,通过优化碳化硅材料的生长和制备工艺,可以降低材料的缺陷密度,提高材料的质量。
其次,采用先进的工艺技术,如高温退火和氧化物介质增强等方法,可以改善碳化硅材料与绝缘层之间的界面质量,减少界面态密度对器件性能的影响。
此外,提升源极掺杂和结构优化等技术也有助于减小漏电流并提高器件的电子迁移率。
除了碳化硅功率MOSFET,还有其他新型功率MOSFET的设计和关键技术值得关注。
例如,氮化镓(GaN)功率MOSFET具有高电子迁移率、高开关速度和高工作频率等优势。
研究人员通过优化氮化镓材料的晶体结构和生长技术,提高了GaN功率MOSFET的性能。
SiC MOSFET、Si CoolMOS和IGBT的特性对比及其在DAB变换器中的应用
SiC MOSFET、Si CoolMOS和IGBT的特性对比及其在DAB变换器中的应用梁美;郑琼林;可翀;李艳;游小杰【摘要】碳化硅(SiC)半导体器件由于其宽禁带材料的优良特性受到了广泛关注.SiC半导体器件作为一种新型器件,对其与Si半导体器件的特性对比及评估越来越有必要.本文主要对比了SiC MOSFET、Si CoolMOS和IGBT的静态特性.并搭建了基于Buck变换器的测试平台,测试条件为输入电压为400V,电流为4~ 10A,对比了三种器件的开关波形、开关时间、开关损耗、dv/dt、di/dt以及内部二极管的反向恢复特性.设计了一台2kW的双主动全桥(DAB)变换器的实验样机,对比了应用三种器件的DAB变换器的理论效率和实测效率.【期刊名称】《电工技术学报》【年(卷),期】2015(030)012【总页数】10页(P41-50)【关键词】SiC MOSFET;CoolMOS;IGBT;特性;DAB变换器【作者】梁美;郑琼林;可翀;李艳;游小杰【作者单位】北京交通大学电气工程学院北京 100044;北京交通大学电气工程学院北京 100044;华北水利水电大学电力学院郑州 450046;北京交通大学电气工程学院北京 100044;北京交通大学电气工程学院北京 100044【正文语种】中文【中图分类】TN409近些年,碳化硅(Silicon Carbide,SiC)半导体器件因其材料具有击穿电场高、载流子饱和漂移速度快、热稳定性好及热导率高等优势[1-3],可提高电力电子变换器的性能,引起了国内外学者的广泛关注。
目前,商用的SiC半导体器件有SiC肖特基二极管、SiC JFET及SiC MOSFET。
由于SiC肖特基二极管的反向恢复特性好于Si二极管,将其应用于PFC电路或逆变器中,效率得到明显提高[4-6]。
SiC JFET是目前最成熟的SiC半导体器件,其开关速度和开关损耗均优于Si MOSFET和IGBT[7-9]。
SiC-MOSFET特征及与Si-MOSFET、IGBT的区别
功率转换电路中的晶体管的作用非常重要,为进一步实现低损耗与应用尺寸小型化,一直在进行各种改良。
SiC功率元器件半导体的优势前面已经介绍过,如低损耗、高速开关、高温工作等,显而易见这些优势是非常有用的。
本章将通过其他功率晶体管的比较,进一步加深对SiC-MOSFET的理解。
SiC-MOSFET的特征SiC-SBD的章节中也使用了类似的图介绍了耐压覆盖范围。
本图也同样,通过与Si功率元器件的比较,来表示SiC-MOSFET的耐压范围。
目前SiC-MOSFET有用的范围是耐压600V以上、特别是1kV以上。
关于优势,现将1kV以上的产品与当前主流的Si-IGBT来比较一下看看。
相对于IGBT,SiC-MOSFET降低了开关关断时的损耗,实现了高频率工作,有助于应用的小型化。
相对于同等耐压的SJ-MOSFET(超级结MOSFET),导通电阻较小,可减少相同导通电阻的芯片面积,并显著降低恢复损耗。
下表是600V~2000V耐压的功率元器件的特征汇总。
雷达图的RonA为单位面积的导通电阻(表示传导时损耗的参数),BV为元器件耐压,Err为恢复损耗,Eoff为关断开关的损耗。
SiC已经很完美,在目前情况的比较中绝非高估。
下一篇将结合与SJ-MOSFET和IGBT的比较,更详细地介绍SiC-MOSFET的特征。
功率晶体管的结构与特征比较继前篇内容,继续进行各功率晶体管的比较。
本篇比较结构和特征。
功率晶体管的结构与特征比较下图是各功率晶体管的结构、耐压、导通电阻、开关速度的比较。
使用的工艺技术不同结构也不同,因而电气特征也不同。
补充说明一下,DMOS 是平面型的MOSFET,是常见的结构。
Si的功率MOSFET,因其高耐压且可降低导通电阻,近年来超级结(Super Junction)结构的MOSFET(以下简称“SJ-MOSFET”)应用越来越广泛。
关于SiC-MOSFET,这里给出了DMOS结构,不过目前ROHM已经开始量产特性更优异的沟槽式结构的SiC-MOSFET。
SICMOSFET驱动电路设计概述
SIC M0SFET3驱动电路设计概述一、SIC MOSFET的特性1、导通电阻随温度变化率较小,高温情况下导通阻抗很低,能在恶劣的环境下很好的工作。
2、随着门极电压的升高,导通电阻越小,表现更接近于压控电阻。
3、开通需要门极电荷较小,总体驱动功率较低,其体二极管Vf较高,但反向恢复性很好,可以降低开通损耗。
4、具有更小的结电容,关断速度较快,关断损耗更小5、开关损耗小,可以进行高频开关动作,使得滤波器等无源器件小型化,提高功率密度。
6、开通电压高于高于SI器件,推荐使用Vgs为18V或者20V,虽然开启电压只有2.7V,但只有驱动电压达到18V〜20V时才能完全开通。
7、误触发耐性稍差,需要有源钳位电路或者施加负电压防止其误触发。
E m H r l c a一『==LC A.M「ui n-€£r pIf1*s1I1* k a 1」 frf1 &?*1■-■tA AI® 1 ST“凹科選2 Electrical characteristicsT;= 25 吃un'oss olherwise specified图2 ST公司IGBT参数、SIC MOSFET对驱动的要求1、触发脉冲有比较快的上升速度和下降速度,脉冲前沿和后沿要陡2、驱动回路的阻抗不能太大,开通时快速对栅极电容充电,关断时栅极电容能够快速放电。
3、驱动电路能够提供足够大的驱动电流4、驱动电路能够提供足够大的驱动电压,减小SIC MOSFET勺导通损耗。
5、驱动电路采用负压关断,防止误导通,增强其抗干扰能力。
6、驱动电路整个驱动回路寄生电感要小,驱动电路尽量靠近功率管。
7、驱动电路峰值电流Imax要更大,减小米勒平台的持续时间,提高开关速度。
三、SIC MOSFE码驱动电路设计对于有IGBT驱动电路设计经验的工程师来说,SIC MOSFE驱动电路的设计与IGBT驱动电路的设计类似,可以在原来的驱动电路上进行修改参数进行设计。
SIC MOSFET 驱动电路设计概述
SIC MOSFET 驱动电路设计概述一、SIC MOSFET的特性1、导通电阻随温度变化率较小,高温情况下导通阻抗很低,能在恶劣的环境下很好的工作。
2、随着门极电压的升高,导通电阻越小,表现更接近于压控电阻。
3、开通需要门极电荷较小,总体驱动功率较低,其体二极管Vf较高,但反向恢复性很好,可以降低开通损耗。
4、具有更小的结电容,关断速度较快,关断损耗更小。
5、开关损耗小,可以进行高频开关动作,使得滤波器等无源器件小型化,提高功率密度。
6、开通电压高于高于SI器件,推荐使用Vgs为18V或者20V,虽然开启电压只有2.7V,但只有驱动电压达到18V~20V时才能完全开通。
7、误触发耐性稍差,需要有源钳位电路或者施加负电压防止其误触发。
图1 ST公司SIC MOSFET参数图2 ST公司IGBT参数二、SIC MOSFET对驱动的要求1、触发脉冲有比较快的上升速度和下降速度,脉冲前沿和后沿要陡。
2、驱动回路的阻抗不能太大,开通时快速对栅极电容充电,关断时栅极电容能够快速放电。
3、驱动电路能够提供足够大的驱动电流4、驱动电路能够提供足够大的驱动电压,减小SIC MOSFET的导通损耗。
5、驱动电路采用负压关断,防止误导通,增强其抗干扰能力。
6、驱动电路整个驱动回路寄生电感要小,驱动电路尽量靠近功率管。
7、驱动电路峰值电流Imax要更大,减小米勒平台的持续时间,提高开关速度。
三、SIC MOSFET驱动电路设计对于有IGBT驱动电路设计经验的工程师来说,SIC MOSFET驱动电路的设计与IGBT驱动电路的设计类似,可以在原来的驱动电路上进行修改参数进行设计。
驱动电源的设计SIC MOSFET电源的设计,根据其特性,需要有负压关断和相比SI MOSFET较高的驱动电压,一般设计电源为-6V~+22V,根据不同厂家的不同Datasheet大家选择合适的电源正负电压的设计,这里只给出一个笼统的设计范围。
可以将IGBT模块驱动电源进行稍微修改使用在这里,比如,特斯拉在分立IGBT和SIC IGBT上都是用反激电源,具体电路参考历史文章中对特斯拉Model S 与Model 3的硬件对比分析中,也可以使用电源模块,比如国内做的比较好的金升阳的电源模块,可以降低设计难度,但成本也会相应的升高。
一种900V大功率MOSFET器件结构设计
存在一定的偏差,并且随着击穿电压的增大,偏差
会越来越大,因此,对于低压的情况,K 取 0.9;当击
穿电压在 70 V耀200 V 时,K 取 0.8;当击穿高于 200 V
时,K 取 0.7,从而可令式(1)变为:
4
6 1013 3
Nb K
VB
(2)
执照设计要求,此处击穿电压要求大于 900 V, 远高于 200 V,因此 K 值取 0.7。将各数据代入式中, 得到外延区掺杂浓度为 1.68伊1014 cm-3。
漏端电极引出的,为了降低衬底与背面金属的接触
电阻,衬底必须采用高浓度掺杂;而外延层的掺杂浓
度依据击穿电压的要求,则要求要很低,一般情况外
延层的掺杂浓度会比衬底的浓度低 4 个数量级以
上。在这一情况下,当 VDMOS 器件在工艺加工过程
中经历高温的氧化、阱推等工步时,高掺杂的衬底就
会向低掺杂的外延层进行扩散,即有反扩发生,这将
来充当漂移区,承载漏结的高电压。同时为了降低
漂移区电阻,外延层下方应有一层电阻率极低的衬
底,在此选取 N 型<100>晶向的硅材料。已知外延层
掺杂浓度越小,电阻率越大,击穿电压越大。理想情
况下外延层掺杂浓度为:
4
6 1013 3
Nb
VB
(1)
但是,在实际 VDMOS 结构中,PN 结只有底部
挖掘其在武器装备体系中的关键性作用、更好地发挥其为电子及电机设备提供驱动的功能,设计并实
现一款 900 V 大功率 MOSFET 器件。以 VDMOS 器件为例分析其基本结构、工作原理和主要参数,通
过理论计算制定产品的外延层及栅氧等相关工艺参数,并对元胞尺寸进行了优化设计。终端结构采用
sic mosfet 电极材料
sic mosfet 电极材料摘要:1.引言2.SiC MOSFET 的定义和作用3.SiC MOSFET 的电极材料4.碳化硅的优势5.市场前景6.结论正文:1.引言碳化硅金属氧化物半导体场效应晶体管(SiC MOSFET)是一种功率半导体器件,具有很高的开关速度和较低的导通电阻,被广泛应用于电动汽车、太阳能、工业电源等领域。
本文将重点介绍SiC MOSFET 的电极材料及其优势。
2.SiC MOSFET 的定义和作用SiC MOSFET 是一种采用碳化硅(SiC)作为衬底材料的MOSFET,具有较高的耐压、高频、高温性能,可实现更高效、更紧凑的电力电子系统。
在功率半导体器件中,SiC MOSFET 可以大幅降低能源损耗,提高能源转换效率。
3.SiC MOSFET 的电极材料SiC MOSFET 的电极材料主要包括栅极、源极、漏极。
其中,栅极通常采用多晶硅或金属栅,源极和漏极则通常采用碳化硅。
这些材料的选择都是为了实现更好的性能和稳定性。
4.碳化硅的优势碳化硅具有以下优势:(1)宽禁带:碳化硅的禁带宽度较大,约为3.2eV,使得其具有较高的耐压性能。
(2)高热导率:碳化硅的热导率较高,约为130-180W/m·K,有利于器件在高温环境下的散热。
(3)高抗氧化性:碳化硅具有良好的抗氧化性能,可抵抗大多数化学腐蚀。
(4)高电子迁移率:碳化硅的电子迁移率较高,约为1500-2000cm/V·s,有利于器件在高频下工作。
5.市场前景随着电动汽车、太阳能等可再生能源领域的快速发展,对SiC MOSFET 的需求也在不断增加。
据预测,未来几年,碳化硅功率器件的市场规模将保持快速增长。
6.结论SiC MOSFET 作为一种高性能的功率半导体器件,其电极材料的选择和碳化硅的优势使其在电动汽车、可再生能源等领域具有广泛的应用前景。
900v的nmos管
900v的nmos管900V的NMOS管是一种电子器件,具有高电压、低功耗、便于集成等特点,被广泛应用于各种电子设备中,如开关电源、逆变器、DC-DC 转换器等。
下面将详细介绍900V的NMOS管的结构、工作原理、特性、应用及选型等方面的内容。
一、结构900V的NMOS管通常采用垂直结构,由一个N型半导体作为源极(Source)、一个P型半导体作为漏极(Drain)和一个金属氧化物(Metal Oxide)作为栅极(Gate)组成。
栅极位于源极和漏极之间,通过控制栅极电压来控制源极和漏极之间的通断。
二、工作原理NMOS管的工作原理类似于PMOS管,只不过它们的极性相反。
当栅极与源极之间施加正电压时,NMOS管的通道会开启,电流可以从源极流向漏极。
当栅极与源极之间施加负电压时,NMOS管的通道会关闭,电流无法从源极流向漏极。
三、特性1.耐压高:900V的NMOS管能够承受较高的电压,适用于高压电路。
2.导通电阻小:当NMOS管处于导通状态时,其内部的电阻较小,因此具有较低的导通损耗。
3.开关速度快:NMOS管的开关速度较快,适用于高频电路。
4.功耗低:由于NMOS管的导通电阻较小,因此其功耗较低,适用于便携式设备等对功耗要求较高的应用。
5.集成度高:NMOS管便于集成,可以缩小电路板的尺寸和重量。
四、应用1.开关电源:NMOS管作为开关电源中的开关器件,能够实现高电压、大电流的开关控制,提高电源的效率。
2.逆变器:在逆变器中,NMOS管作为开关器件,能够将直流电转换为交流电,实现电力变换。
3.DC-DC转换器:在DC-DC转换器中,NMOS管作为开关器件,能够实现不同电压等级之间的转换,满足不同电路的需求。
4.高压电机控制:在高压电机控制中,NMOS管作为开关器件,能够实现电机的高压控制和保护。
5.音频放大器:在音频放大器中,NMOS管可以作为放大器件,实现音频信号的放大和输出。
五、选型在选择900V的NMOS管时,需要考虑以下几个因素:1.耐压值:根据实际应用需求选择合适的耐压值,确保器件能够承受较高的电压。
1200v sic mosfet 比导通电阻典型值 -回复
1200v sic mosfet 比导通电阻典型值-回复在讨论1200V SiC MOSFET的比导通电阻典型值之前,让我们先了解一些基本概念和背景知识。
那么,什么是SiC MOSFET呢?SiC MOSFET是基于碳化硅(Silicon Carbide,简称SiC)材料的金属-氧化物-半导体场效应晶体管(Metal-Oxide-Semiconductor Field-Effect Transistor,简称MOSFET)。
相对于传统的硅(Silicon)材料,碳化硅具有较高的电子能带宽度和热导率,能够实现更高的电流密度和更低的导通电阻,因此广泛应用于高压和高温的功率电子设备。
导通电阻是指晶体管在导通状态下所呈现的电阻值。
对于SiC MOSFET,比导通电阻是一项重要的性能指标,反映了器件在导通状态下的损耗和效率。
在1200V的工作电压下,SiC MOSFET通常需要具备较低的导通电阻,以实现更高的功率密度和更低的能量损耗。
然而,具体的导通电阻值取决于多个因素,如器件尺寸、设计参数和制造工艺等。
因此,很难给出1200V SiC MOSFET的比导通电阻典型值。
然而,我们可以通过一些常用的技术来降低导通电阻。
首先,通过缩小和优化通道尺寸,可以显著降低导通电阻。
这是因为通道尺寸的减小可以减少通道电阻和漏极电阻,提高导通效率。
此外,通过优化槽型结构和增加电流扩散层,也可以降低导通电阻。
其次,通过采用低电阻的接触材料和金属材料,可以进一步降低导通电阻。
在SiC MOSFET中,接触电阻是导通电阻的一个重要组成部分。
因此,选择合适的金属材料和接触技术,可以改善接触电阻,从而提高整体导通电阻性能。
另外,合理的结构设计和优化的物理参数也可以对导通电阻进行改善。
例如,通过增加界面二维电子气浓度,可以减小漏极电阻。
此外,通过优化杂质掺杂和表面处理等工艺,也可以改善导通电阻性能。
最后,值得一提的是,导通电阻不仅取决于电子输运的性质,还受限于材料的特性和结构设计。
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“助攻”电源设计:900V SiC MOSFET 导通电阻创新
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全球SiC 领先者CREE 推出了业界首款900V MOSFET:C3M0065090J。
凭借其最新突破的SiC MOSFET C3MTM 场效应晶体管技术,该n 沟道增强型功率器件还对高频电力电子应用进行了优化。
超越同样
成本的Si 基方案,能够实现下一代更小尺寸、更高效率的电力转换系统,并大幅降低了系统成本。
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世强代理的该900V SiC 具有更宽的终端系统功率范围,能满足不断演变的新型应用市场中的设计挑战,更高直流母线电压也同样适用。
在25
度C 条件下,C3M0065090J 拥有目前市面上最低的65mΩ的额定导通电阻;当温度高至150 度C 时,也可保证导通电阻只有90mΩ,这能有效降低功率损耗,并缩减热管理系统的尺寸。
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们的创新限制,有助于实现尺寸更小、速度更快、温度更低、效率更高的电
源方案。
图:CREE 业界首款900V MOSEFET C3M0065090J。