與目前廣泛使用的Si材料相比，KeepTops的碳化硅材料具有更高的導熱性，這決定了其高電流密度特性；其更高的帶隙寬度決定了SiC器件的高擊穿場強和高工作溫度。其優(yōu)點可歸納為以下幾點：
1、高溫工作
碳化硅在物理性能方面具有高度穩(wěn)定的晶體結構，其能帶寬度可達2.2eV～3.3eV，幾乎是Si材料的兩倍。因此，SiC可以承受更高的溫度。一般來說，SiC器件所能達到的工作溫度可達600℃。
2、高阻斷電壓
SiC器件的擊穿場強是Si器件的十幾倍，因此SiC器件的阻斷電壓遠高于Si器件。
3、低損耗
一般來說，半導體器件的導通損耗與其擊穿場強成反比。因此，在相似的功率水平下，SiC器件的傳導損耗比Si器件小得多。而且，SiC器件的導通損耗對溫度的依賴性很小，SiC器件的導通損耗隨溫度的變化很小，這也與傳統(tǒng)的Si器件有很大的不同。
4、開關速度快
SiC的熱導率幾乎是Si材料的2.5倍，飽和電子漂移速率是Si的2倍，因此SiC器件可以工作在更高的頻率。

基于以上優(yōu)點，在相同的功率水平下，可以大大減少設備中的功率器件數量、散熱器的體積、以及濾波元件的體積，同時效率也大大提高。
在SiC MOSFET的開發(fā)和應用方面，與相同功率等級的Si MOSFET相比，SiC MOSFET顯著降低了導通電阻和開關損耗，適用于更高的工作頻率。此外，由于其高溫運行特性，高溫穩(wěn)定性大大提高。性生活。各種功率器件在1200V功率水平下的特性比較結果。參與比較的SiC MOSFET為GE12N15L。應當指出的是，這些功率器件都在TO-247封裝，和IPW90R120C3的耐壓只有900V，但它已經是在類似的功率水平，可以找到更好的特性的硅MOSFET。

器件的結構和特點
Si材料中的電壓電阻器件越高，每單位面積的導通電阻越大（以電壓電阻值的大約2至2.5次方的比率增加）。因此，IGBT（絕緣柵雙極型）主要用于600V以上電壓的晶體管。
IGBT通過電導調制，在漂移層中注入空穴作為少數載流子，使其導通電阻比MOSFET小。然而，由于少數載流子的積累，在關斷過程中會產生尾電流。這會導致巨大的開關損耗。
SiC器件漂移層的阻抗比Si器件低，MOSFET可以實現高耐壓和低阻抗，無需電導調制。
而且，MOSFET原則上不產生尾電流，因此當用SiC—MOSFET替代IGBT時，開關損耗可以顯著降低，散熱元件也可以小型化。
此外，SiC—MOSFET可以在IGBT不能工作的高頻條件下驅動，從而現無源器件的小型化。
與600V~900V Si—MOSFET相比，SiC—MOSFET的優(yōu)點是芯片面積小（可以實現小封裝），二極管的恢復損耗很小。
主要用于工業(yè)機器電源的逆變器或轉換器和高效率功率調節(jié)器。

SiC的絕緣擊穿場強是Si的10倍，因此可以在低阻抗、薄漂移層的情況下獲得高耐壓。
因此，在相同耐壓值下，SiC可以獲得較低的標準化導通電阻（單位面積導通電阻）。
例如，在900V時，SiC—MOSFET的芯片尺寸只需要Si—MOSFET的1/35和SJ—MOSFET 1/10就能達到相同的導通電阻。
不僅可以在一個小封裝中實現低通阻，而且還可以降低柵電荷QG和結電容。
SJ-MOSFET只有900V的產品，但是SiC可以很容易地達到1700V以上的耐壓，并且導通電阻非常低。
因此，不需要使用雙極器件結構，例如IGBT（導通電阻變低，開關速度變慢），可實現具有低導通電阻、高耐壓、快速開關等優(yōu)點的器件。

VD-ID特性
與IGBT不同的是，SiC—MOSFET沒有開通電壓，因此可以在從小電流到大電流的較寬電流范圍內實現低導通損耗。
硅MOSFET的導通電阻在150°C的室溫下上升到2倍以上。與Si—MOSFET不同的是，SiC—MOSFET的上升速率相對較低，因此易于熱設計，高溫下的導通電阻也較低。非常低。
與IGBT不同的是，SiC—MOSFET沒有開通電壓，因此可以在從小電流到大電流的較寬電流范圍內實現低導通損耗。
硅MOSFET的導通電阻在150°C的室溫下上升到2倍以上。與Si—MOSFET不同的是，SiC—MOSFET的上升速率相對較低，因此易于熱設計，高溫下的導通電阻也較低。非常低。

驅動柵極電壓和導通電阻。
SiC—MOSFET的漂移層電阻比Si—MOSFET低，但另一方面，根據目前的技術水平，SiC—MOSFET的MOS溝道部分的遷移率相對較低，因此溝道部分的阻抗比Si器件高。
因此，柵極電壓越高，可以獲得越低的導通電阻（VCS=20V及以上會逐漸飽和）。
如果采用普通IGBT和Si-MOSFET的驅動電壓VGS=10～15V，SiC原有的低導通電阻特性就不能發(fā)揮出來。因此，為了獲得足夠低的導通電阻，建議使用VGS=18V驅動。

審核編輯 黃宇