SiC MOSFET 在功率半导体市场中正迅速普及，因为它最初的一些可靠性问题已得到解决，并且价位已达到非常有吸引力的水平。随着市场上的器件越来越多，必须了解 SiC MOSFET 与 IGBT 之间的共性和差异，以便用户充分利用每种器件。本系列文章将概述安森美 M 1 1200 V SiC MOSFET 的关键特性及驱动条件对它的影响，作为安森美提供的全方位宽禁带生态系统的一部分，还将提供 NCP51705（用于 SiC MOSFET 的隔离栅极驱动器）的使用指南。本文为第一部分，将重点介绍安森美M 1 1200 V SiC MOSFET的静态特性。 碳化硅 (SiC) 是用于制造分立功率半导体的宽禁带 (WBG) 半导体材料系列的一部分。如表 1 所示，传统硅 (Si) MOSFET 的带隙能量为 1.12 eV，而 SiC MOSFET 的带隙能量则为 3.26 eV。 SiC 和氮化镓 (GaN) 具有更宽的带隙能量，意味着将电子从价带移动到导带需要大约 3 倍的能量，从而使材料的表现更像绝缘体而不像导体。这使得 WBG 半导体能够承受更高的击穿电压，其击穿场稳健性是硅的 10 倍。对于给定的额定电压，较高的击穿场可以减小器件的厚度，从而转化为较低的导通电阻和较高的电流能力。SiC 和 GaN 都具有与硅相同数量级的迁移率参数，这使得两种材料都非常适合高频开关应用。SiC 的热导率是硅和 GaN 的三倍。对于给定的功耗，较高的热导率将转化为较低的温升。 特定所需击穿电压的 RDS(ON)是 MOSFET的一部分，它与迁移率乘以临界击穿场的立方成反比。即使 SiC 的迁移率低于硅，但其临界击穿场高 10 倍，导致给定击穿电压的 RDS(ON)要低得多。 商用 SiC MOSFET 的保证最高工作温度为 150℃< TJ< 200℃。相比之下，可以实现高达 600℃ 的 SiC 结温，但其主要受键合和封装技术的限制。这使得 SiC 成为适用于高压、高速、高电流、高温、开关电源应用的优质 WBG 半导体材料。 表 1：半导体材料属性
SiC MOSFET 通常在 650 V < BVDSS < 1.7 kV 范围内可用。尽管 SiC MOSFET 的动态开关行为与标准硅 MOSFET 非常相似，但必须考虑其器件特性决定的独特栅极驱动要求。 安森美 M 1 1200 V SiC MOSFET 的额定电压为 1200 V，具有每个特定器件的数据表中规定的最大零栅极电压漏极电流 (IDSS)。然而，SiC MOSFET 的阻断电压能力会随着温度的升高而降低。以 1200 V 20 m SiC MOSFET 电源模块为例，与 25℃ 时的值相比，−40℃ 时阻断电压 (VDS) 的典型降额约为 11%。即使安森美的器件通常留有一些裕度，在设计期间，也应考虑 VDS 的降额，尤其是在器件将在极低温度下运行时。在图 1 中可以看到击穿电压与温度的典型分布。 重要提示：这些是典型的参考值，无法保证一定会实现，请参考数据表中的值或联系您当地的技术支持人员。
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