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高壓SiC MOSFET研究現狀與展望

碳化硅（SiC）金屬氧化物半導體場(chǎng)效應晶體管（MOSFET）作為寬禁帶半導體單極型功率器件，具有頻率高、耐壓高、效率高等優(yōu)勢，在高壓應用領(lǐng)域需求廣泛，具有巨大的研究?jì)r(jià)值?；仡櫫烁邏?SiC MOSFET 器件的發(fā)展歷程和前沿技術(shù)進(jìn)展，總結了進(jìn)一步提高器件品質(zhì)因數的元胞優(yōu)化結構，介紹了針對高壓器件的幾種終端結構及其發(fā)展現狀，對高壓 SiC MOSFET 器件存在的瓶頸和挑戰進(jìn)行了討論。1 引言電力電子變換已經(jīng)逐步進(jìn)入高壓、特高壓領(lǐng)域，高壓功率器件是制約變換器體積、功耗和效率的決定性因素。特高壓交直流輸電、
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東芝推出采用新型高散熱封裝的車(chē)載40V N溝道功率MOSFET,支持車(chē)載設備對更大電流的需求

東芝電子元件及存儲裝置株式會(huì )社（“東芝”）近日宣布推出采用新型L-TOGL?（大型晶體管輪廓鷗翼式引腳）封裝的車(chē)載40V N溝道功率MOSFET---“XPQR3004PB”和“XPQ1R004PB”。這兩款MOSFET具有高額定漏極電流和低導通電阻。產(chǎn)品于今日開(kāi)始出貨。近年來(lái)，隨著(zhù)社會(huì )對電動(dòng)汽車(chē)需求的增長(cháng)，產(chǎn)業(yè)對能滿(mǎn)足車(chē)載設備更大功耗的元器件的需求也在增加。這兩款新品采用了東芝的新型L-TOGL?封裝，支持大電流、低導通電阻和高散熱。上述產(chǎn)品未采用內部接線(xiàn)柱[1]結構，通過(guò)引入一個(gè)銅夾片將源極連接件和外
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功率器件：新能源產(chǎn)業(yè)的“芯”臟

功率半導體器件，也稱(chēng)為電力電子器件，主要用于電力設備的電能變換和控制電路方面大功率的電子器件。逆變（直流轉換成交流）、整流（交流轉換成直流）、斬波（直流升降壓）、變頻（交流之間轉換）是基本的電能轉換方式。MOSFET 和 IGBT 是主流的功率分立器件。一新能源汽車(chē)是功率器件增量需求主要來(lái)源01 下游應用領(lǐng)域廣泛，新能源汽車(chē)為主作為電能轉化和電路控制的核心器件，功率器件下游應用十分廣泛，包括新能源（風(fēng)電、光伏、儲能和電動(dòng)汽車(chē)）、消費電子、智能電網(wǎng)、軌道交通等，根據每個(gè)細分領(lǐng)域性能要求
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羅姆（ROHM）第4代：技術(shù)回顧

羅姆今年發(fā)布了他們的第4代（Gen4）金氧半場(chǎng)效晶體管（MOSFET）產(chǎn)品。新系列包括額定電壓為750 V（從650 V提升至750 V）和1200 V的金氧半場(chǎng)效晶體管，以及多個(gè)可用的TO247封裝元件，其汽車(chē)級合格認證達56A/24m?。這一陣容表明羅姆將繼續瞄準他們之前取得成功的車(chē)載充電器市場(chǎng)。在產(chǎn)品發(fā)布聲明中，羅姆聲稱(chēng)其第4代產(chǎn)品“通過(guò)進(jìn)一步改進(jìn)原有的雙溝槽結構，在不影響短路耐受時(shí)間的情況下，使單位面積導通電阻比傳統產(chǎn)品降低40%?！彼麄冞€表示，“此外，顯著(zhù)降低寄生電容使得開(kāi)關(guān)損耗比我們的上一代碳
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Vishay推出的新款對稱(chēng)雙通道MOSFET 可大幅節省系統面積并簡(jiǎn)化設計

美國賓夕法尼亞 MALVERN、中國上海 — 2023年1月30日 — 日前，Vishay Intertechnology, Inc.（NYSE 股市代號：VSH）宣布，推出兩款新型30 V對稱(chēng)雙通道n溝道功率MOSFET---SiZF5300DT和SiZF5302DT，將高邊和低邊TrenchFET? Gen V MOSFET組合在3.3 mm x 3.3 mm PowerPAIR? 3x3FS單體封裝中。Vishay Siliconix SiZF5300DT和SiZF5302DT適用于計算和通信應
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瑞薩電子推出新型柵極驅動(dòng)IC 用于驅動(dòng)EV逆變器的IGBT和SiC MOSFET

全球半導體解決方案供應商瑞薩電子（TSE：6723）近日宣布，推出一款全新柵極驅動(dòng)IC——RAJ2930004AGM，用于驅動(dòng)電動(dòng)汽車(chē)（EV）逆變器的IGBT（絕緣柵雙極型晶體管）和SiC（碳化硅）MOSFET等高壓功率器件。柵極驅動(dòng)IC作為電動(dòng)汽車(chē)逆變器的重要組成部分，在逆變器控制MCU，及向逆變器供電的IGBT和SiC MOSFET間提供接口。它們在低壓域接收來(lái)自MCU的控制信號，并將這些信號傳遞至高壓域，快速開(kāi)啟和關(guān)閉功率器件。為適應電動(dòng)車(chē)輛電池的更高電壓，RAJ2930004AGM內置3.75kV
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碳化硅MOSFET尖峰的抑制

SiC MOSFET 作為第三代寬禁帶半導體具有擊穿電場(chǎng)高、熱導率高、電子飽和速率高、抗輻射能力強等優(yōu)勢，在各種各樣的電源應用范圍在迅速地擴大。其中一個(gè)主要原因是與以前的功率半導體相比，SiC MOSFET 使得高速開(kāi)關(guān)動(dòng)作成為可能。但是，由于開(kāi)關(guān)的時(shí)候電壓和電流的急劇變化，器件的封裝電感和周邊電路的布線(xiàn)電感影響變得無(wú)法忽視，導致漏極源極之間會(huì )有很大的電壓尖峰。這個(gè)尖峰不可以超過(guò)使用的MOSFET 的最大規格，那就必須抑制尖峰。MOS_DS電壓尖峰產(chǎn)生的原因在半橋電路中，針對MOS漏極和源極產(chǎn)生的尖峰抑制
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庫存去化緩 MOSFET上半年市況嚴峻

PC、消費性市況在2022年第四季需求持續疲弱，且今年第一季客戶(hù)端仍舊處于保守態(tài)度，使得MOSFET庫存去化速度將比原先預期更加緩慢，供應鏈預期，最差情況可能要延續到今年第三季才可能逐步結束庫存去化階段。法人預期，尼克松（3317）、杰力（5299）、大中（6435）及富鼎（8261）等MOSFET廠(chǎng)營(yíng)運可能將維持平淡到今年中。PC、消費性市況在歷經(jīng)2022年下半年的景氣寒冬，且直到2022年底前都未能有效去化，使得MOSFET市場(chǎng)庫存去化速度緩慢。供應鏈指出，先前晶圓代工產(chǎn)能吃緊，客戶(hù)端重復下單情況在2
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SiC MOSFET真的有必要使用溝槽柵嗎？

眾所周知，“挖坑”是英飛凌的祖傳手藝。在硅基產(chǎn)品時(shí)代，英飛凌的溝槽型IGBT（例如TRENCHSTOP系列）和溝槽型的MOSFET就獨步天下。在碳化硅的時(shí)代，市面上大部分的SiC MOSFET都是平面型元胞，而英飛凌依然延續了溝槽路線(xiàn)。難道英飛凌除了“挖坑”，就不會(huì )干別的了嗎？非也。因為SiC材料獨有的特性，SiC MOSFET選擇溝槽結構，和IGBT是完全不同的思路。咱們一起來(lái)捋一捋。關(guān)于IGBT使用溝槽柵的原因及特點(diǎn)，可以參考下面兩篇文章：● 英飛凌芯片簡(jiǎn)史● &n
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簡(jiǎn)述SiC MOSFET短路保護時(shí)間

在本設計解決方案中，我們回顧了在工廠(chǎng)環(huán)境中運行的執行器中使用的高邊開(kāi)關(guān)電路的一些具有挑戰性的工作條件和常見(jiàn)故障機制。我們提出了一種控制器IC，該IC集成了各種安全功能，以監控電路運行，并在發(fā)生這些情況時(shí)采取適當措施防止損壞。IGBT和MOSFET有一定的短路承受能力，也就是說(shuō)，在一定的短路耐受時(shí)間（short circuit withstand time SCWT），只要器件短路時(shí)間不超過(guò)這個(gè)SCWT，器件基本上是安全的（超大電流導致的寄生晶閘管開(kāi)通latch up除外，本篇不討論）。比如英飛凌這個(gè)820
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簡(jiǎn)述功率MOSFET電流額定值和熱設計

電氣設備（如斷路器，電機或變壓器）的電流額定值，是指在某個(gè)電流下，器件本身達到的溫度可能損害器件可靠性和功能時(shí)的電流值。制造商雖然知道器件材料的溫度限值，但是他并不知道使用器件時(shí)的環(huán)境溫度。因此，他只能假設環(huán)境溫度。1、什么是電流額定值？?電氣設備（如斷路器，電機或變壓器）的電流額定值，是指在某個(gè)電流下，器件本身達到的溫度可能損害器件可靠性和功能時(shí)的電流值。制造商雖然知道器件材料的溫度限值，但是他并不知道使用器件時(shí)的環(huán)境溫度。因此，他只能假設環(huán)境溫度。這就帶來(lái)了兩種后果：?? 每個(gè)電流
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小而薄的MOSFET柵極驅動(dòng)IC更適合小型化應用

電器中配電、上電排序和電源狀態(tài)轉換都需要負載開(kāi)關(guān)，它可以減小待機模式下的漏電流，抑制浪涌電流，實(shí)現斷電控制。負載開(kāi)關(guān)的作用是開(kāi)啟和關(guān)閉電源軌，大部分負載開(kāi)關(guān)包含四個(gè)引腳：輸入電壓引腳、輸出電壓引腳、使能引腳和接地引腳。當通過(guò)ON引腳使能器件時(shí)，導通FET接通，從而使電流從輸入引腳流向輸出引腳，將電能傳遞到下游電路。東芝面向20V電源線(xiàn)路推出的MOSFET柵極驅動(dòng)IC（集成電路）TCK421G就是一款負載開(kāi)關(guān)，它是TCK42xG系列中的首款產(chǎn)品。該系列器件專(zhuān)門(mén)用于控制外部N溝道MOSFET的柵極電壓（基于輸
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羅姆的第 4 代SiC MOSFET成功應用于日立安斯泰莫的純電動(dòng)汽車(chē)逆變器

全球知名半導體制造商羅姆（總部位于日本京都市）的第4代SiC MOSFET和柵極驅動(dòng)器IC已被日本先進(jìn)的汽車(chē)零部件制造商日立安斯泰莫株式會(huì )社（以下簡(jiǎn)稱(chēng)“日立安斯泰莫”）用于其純電動(dòng)汽車(chē)（以下簡(jiǎn)稱(chēng)“EV”）的逆變器。在全球實(shí)現無(wú)碳社會(huì )的努力中，汽車(chē)的電動(dòng)化進(jìn)程加速，在這種背景下，開(kāi)發(fā)更高效、更小型、更輕量的電動(dòng)動(dòng)力總成系統已經(jīng)成為必經(jīng)之路。尤其是在EV領(lǐng)域，為了延長(cháng)續航里程并減小車(chē)載電池的尺寸，提高發(fā)揮驅動(dòng)核心作用的逆變器的效率已成為一個(gè)重要課題，業(yè)內對碳化硅功率元器件寄予厚望。羅姆自2010年
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一文讀懂功率半導體

功率半導體是電子裝置中電能轉換與電路控制的核心，主要用于改變電子裝置中電壓和頻率、直流交流轉換等。凡是在擁有電流電壓以及相位轉換的電路系統中，都會(huì )用到功率器件，MOSFET、IGBT主要作用在于將發(fā)電設備產(chǎn)生的電壓和頻率雜亂不一的“粗電”通過(guò)一系列的轉換調制變成擁有特定電能參數的“精電”、供給需求不一的用電終端，為電子電力變化裝置的核心器件之一。在分立器件發(fā)展過(guò)程中，20世紀50年代，功率二極管、功率三極管面世并應用于工業(yè)和電力系統。20世紀60至70年代，晶閘管等半導體功率器件快速發(fā)展。20世紀70年代
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國星光電 NS62m 碳化硅功率模塊上線(xiàn)：可用于傳統工控、儲能逆變、充電樁等

IT之家 12 月 12 日消息，國星光電研究院基于寬禁帶半導體碳化硅技術(shù)，全新推出“NS62m SiC MOSFET 功率模塊新品”，可應用于傳統工控、儲能逆變、UPS、充電樁、軌道交通和其他功率變換領(lǐng)域。面向儲能逆變器市場(chǎng)，國星光電 NS62m 功率模塊新品依托 SiC MOSFET 芯片的性能，提高了功率模塊的電流密度以及開(kāi)關(guān)頻率，降低了開(kāi)關(guān)損耗和導通損耗，減少了無(wú)源器件的使用和冷卻裝置的尺寸，最終達到降低系統成本、提升系統效率的目的。國星光電 NS62m 功率模塊采用標準型封裝，半橋拓撲
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