SiC材料的历史与特性
第三代碳化硅（SiC）半导体器件在电力电子领域展现出卓越的性能和实际优势。碳化硅，由碳和硅两种元素组成，虽在银河系中排名靠前，但在地球上却难得一见，多见于陨石和某些岩石沉积物中。然而，其合成生产简便，且已有多世纪的历史，曾在早期收音机和作为LED材料中应用。
第三代SiC FET的优势
如今，在电力电子领域，SiC作为一种宽带隙（WBG）半导体，正深刻改变着功率转换的性能。它实现了以前在高频下无法企及的效率，同时减少了无源元件（特别是磁性元件）的尺寸，从而节省了成本、重量和空间。在WBG技术中，第三代SiC FET凭借其共源共栅结构崭露头角。这种结构融合了Si-MOSFET和SiC JFET的优点，不仅在归一化导通电阻与芯片面积以及归一化导通电阻与关断能量方面表现出色，更在实际应用中展现了低导通和开关损耗的特性。
实际应用与优势
具体而言，SiC FET在650V器件上实现了小于7毫欧的导通电阻，在1200V额定值下也仅需小于10毫欧，且定价与硅基器件相当。此外，通过UnitedSiC展示的2毫欧、1200V性能的SOT-227格式器件，更证明了模块封装中并联部件的优越性。
目前，SiC FET已被广泛应用于电机驱动器、UPS逆变器、焊机、大功率AC-DC和DC-DC转换器等设备中，作为IBGT和Si-MOSFET的直接替代品。在电机驱动应用中，SiC FET能够立即提升效率，减少通道和栅极驱动电路中的损耗，这在IBGT和更大的Si-MOSFET中尤为显著。同时，栅极驱动组件只需简单调整，即可控制SiC FET的开关速度。其他好处还包括减小缓冲器尺寸，甚至完全删除整流二极管，这进一步优化了系统性能。
耗尽型MOS