国产碳化硅MOS电压650V~1200V~1700V~2000V~3300V高至6500V介绍应用

碳化硅（SiC）MOSFET（金属氧化物半导体场效应晶体管）是一种基于宽禁带半导体材料SiC的功率器件，相比传统的硅（Si）基MOSFET和IGBT，具有显著的优势和独特特点，尤其在高压、高温和高频应用中表现突出。

图片来源：深圳爱仕特

1. 高耐压与低导通电阻

高击穿电场强度：SiC的击穿电场强度是硅的10倍左右，可在更高电压下工作（如1200V、1700V甚至更高），同时保持较薄的器件结构和较低的导通电阻（Rds(on)）。
低导通损耗：相同耐压下，SiC MOSFET的导通电阻比硅器件小得多，导通损耗更低，效率更高。

2. 高温工作能力
- 宽禁带特性：SiC的禁带宽度（3.26 eV）远大于硅（1.12 eV），使器件能在更高温度（200°C以上）下稳定工作，而硅器件通常限制在150°C以内。
- 高温可靠性：SiC的热导率是硅的3倍，散热性能更好，降低了热管理难度。
3. 高频开关性能
- 快速开关速度：SiC MOSFET的开关速度比硅基IGBT快数倍，开关损耗显著降低（可减少50%以上），适合高频应用（如100 kHz以上）。
- 低寄生电容：器件结构优化减少了寄生电容，进一步提升了开关频率。
4. 低损耗与高能效
- 综合损耗低：导通损耗和开关损耗均优于硅器件，尤其在高压应用中（如电动汽车、光伏逆变器），系统效率可提升5%-10%。
- 反向恢复特性优：SiC MOSFET的体二极管（如续流二极管）反向恢复电荷（Qrr）极小，降低了开关过程中的能量损耗。
5. 系统级优势
- 简化散热设计：高温耐受性降低了对复杂冷却系统的需求，可减小散热器体积。
- 减小体积与重量：高频特性允许使用更小的被动元件（如电感、电容），使系统更紧凑。
- 高功率密度：适合对空间和效率要求苛刻的场景（如数据中心电源、航空航天）。
6. 应用领域
- 新能源与电动汽车：车载充电机（OBC）、电机驱动、DC-DC转换器。
- 工业电源：光伏逆变器、风电变流器、UPS 不间断电源。
- 轨道交通：高压牵引系统。
- 射频与航天：高功率高频应用。