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SiC功率元件

何謂SiC-MOSFET

功率電晶體的結構與特長比較

繼前篇內容,繼續進行各功率電晶體的比較。本篇比較結構和特長。

功率電晶體的結構與特長比較

下圖是各功率電晶體的結構、耐壓、導通電阻、開關速度的比較。

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使用的製程技術不同結構也不同,因而電氣特長也不同。補充說明一下,DMOS是平面型的MOSFET,是常見的結構。Si的功率MOSFET,因其高耐壓且可降低導通電阻,近年來超接合面(Super Junction)結構的MOSFET(以下簡稱“SJ-MOSFET”)應用越來越廣泛。關於SiC-MOSFET,這裡給出了DMOS結構,不過目前ROHM已經開始量產特性更優異的溝槽式結構的SiC-MOSFET。具體情況計畫後續進行介紹。

在特長方面,Si-DMOS存在導通電阻方面的課題,如前所述通過採用SJ-MOSFET結構來改善導通電阻。IGBT在導通電阻和耐壓方面表現優異,但存在開關速度方面的課題。SiC-DMOS在耐壓、導通電阻、開關速度方面表現都很優異,而且在高溫條件下的工作也表現良好,可以說是具有極大優勢的開關元件。

這張圖是各電晶體標準化的導通電阻和耐壓圖表。從圖中可以看出,理論上SiC-DMOS的耐壓能力更高,可製作低導通電阻的電晶體。目前SiC-DMOS的特性現狀是用橢圓圍起來的範圍。通過未來的發展,性能有望進一步提升。

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從下一篇開始,將單獨介紹與SiC-MOSFET的比較。

重點:

・功率電晶體的特徵因材料和結構而異。

・在特性方面各有優缺點,但SiC-MOSFET在整體上具有優異的特性。


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