安森美UF4C120070K3S碳化硅共源共柵JFET深度解析
安森美UF4C120070K3S碳化硅共源共柵JFET深度解析
在電力電子領(lǐng)域，碳化硅（SiC）器件憑借其卓越的性能逐漸成為焦點。安森美的UF4C120070K3S碳化硅共源共柵JFET就是其中一款極具代表性的產(chǎn)品。下面我們就來深入了解這款器件。
文件下載：UF4C120070K3S-D.PDF
產(chǎn)品概述
UF4C120070K3S是一款1200V、72mΩ的G4 SiC FET，采用獨特的“共源共柵”電路配置，將常開型SiC JFET與Si MOSFET共同封裝，形成常閉型SiC FET器件。其標(biāo)準(zhǔn)的柵極驅(qū)動特性，使其能夠真正“直接替代”Si IGBT、Si FET、SiC MOSFET或Si超結(jié)器件，適用于TO247 - 3封裝。該器件具有超低的柵極電荷和出色的反向恢復(fù)特性，非常適合用于開關(guān)感性負(fù)載以及任何需要標(biāo)準(zhǔn)柵極驅(qū)動的應(yīng)用。
產(chǎn)品特性
電氣特性
- 導(dǎo)通電阻低：導(dǎo)通電阻 (R_{DS (on) }) 為72mΩ，低導(dǎo)通電阻意味著在導(dǎo)通狀態(tài)下的功率損耗較小，能夠提高系統(tǒng)的效率。
- 工作溫度范圍廣：最高工作溫度可達175°C，這使得它在高溫環(huán)境下也能穩(wěn)定工作，適應(yīng)多種復(fù)雜的應(yīng)用場景。
- 反向恢復(fù)特性好：反向恢復(fù)電荷 (Q_{rr}=72 nC)，反向恢復(fù)時間短，能夠減少開關(guān)過程中的能量損耗，降低電磁干擾。
- 體二極管正向壓降小：體二極管 (V_{FSD}) 為1.43V，較小的正向壓降可以降低導(dǎo)通損耗。
- 柵極電荷低：柵極電荷 (Q_{G}=37.8 nC)，低柵極電荷能夠減少驅(qū)動電路的功耗，提高開關(guān)速度。
- 閾值電壓合適：閾值電壓 (V_{G(th)}) 典型值為4.8V，允許0 - 15V的驅(qū)動電壓，方便與常見的驅(qū)動電路配合使用。
- 固有電容低：低的固有電容有助于提高開關(guān)速度，減少開關(guān)損耗。
- 靜電保護：具備ESD保護，達到HBM Class 2和CDM Class C3標(biāo)準(zhǔn)，增強了器件的可靠性。
環(huán)保特性
該器件無鉛、無鹵素，符合RoHS標(biāo)準(zhǔn)，滿足環(huán)保要求。
典型應(yīng)用
- 電動汽車充電：在電動汽車充電系統(tǒng)中，需要高效、可靠的功率開關(guān)器件。UF4C120070K3S的低導(dǎo)通電阻和出色的開關(guān)性能，能夠提高充電效率，減少能量損耗。
- 光伏逆變器：光伏逆變器需要將直流電轉(zhuǎn)換為交流電，UF4C120070K3S的高耐壓和低損耗特性，有助于提高逆變器的效率和可靠性。
- 開關(guān)電源：在開關(guān)電源中，該器件的低開關(guān)損耗和快速開關(guān)速度，能夠提高電源的效率和功率密度。
- 功率因數(shù)校正模塊：可以有效提高功率因數(shù)，減少諧波失真，提高電能質(zhì)量。
- 電機驅(qū)動：為電機提供高效的驅(qū)動，減少電機的損耗，提高電機的性能。
- 感應(yīng)加熱：在感應(yīng)加熱應(yīng)用中，該器件的快速開關(guān)特性能夠?qū)崿F(xiàn)高效的能量轉(zhuǎn)換。
性能參數(shù)
最大額定值
| 參數(shù) | 符號 | 測試條件 | 值 | 單位 |
|---|---|---|---|---|
| 漏源電壓 | (V_{DS}) | 1200 | V | |
| 柵源電壓 | (V_{GS}) | DC | -20 to +20 | V |
| AC (f > 1 Hz) | -25 to +25 | V | ||
| 連續(xù)漏極電流 | (I_{D}) | (T_{C} = 25^{circ}C) | 27.5 | A |
| (T_{C} = 100^{circ}C) | 20.7 | A | ||
| 脈沖漏極電流 | (I_{DM}) | (T_{C} = 25^{circ}C) | 83 | A |
| 單脈沖雪崩能量 | (E_{AS}) | (L = 15 mH, I_{AS} = 2.2 A) | 36 | mJ |
| SiC FET dv/dt 魯棒性 | (dv/dt) | (V_{DS} leq 800 V) | 200 | V/ns |
| 功率耗散 | (P_{tot}) | (T_{C} = 25^{circ}C) | 217 | W |
| 最大結(jié)溫 | (T_{J,max}) | 175 | °C | |
| 工作和存儲溫度 | (T{J}, T{STG}) | -55 to 175 | °C | |
| 焊接時最大引腳溫度 | (T_{L}) | 250 | °C |
熱特性
| 參數(shù) | 符號 | 測試條件 | 典型值 | 最大值 | 單位 |
|---|---|---|---|---|---|
| 結(jié)到外殼的熱阻 | 0.53 | 0.69 | °C/W |
電氣特性
包括靜態(tài)特性（如漏源擊穿電壓、總漏極泄漏電流、總柵極泄漏電流等）、反向二極管特性（如二極管連續(xù)正向電流、脈沖電流、正向電壓、反向恢復(fù)電荷等）和動態(tài)特性（如輸入電容、輸出電容、反向傳輸電容、總柵極電荷、開關(guān)時間和能量等）。這些特性為工程師在設(shè)計電路時提供了詳細的參考。
應(yīng)用注意事項
PCB布局設(shè)計
由于SiC FET具有較高的dv/dt和di/dt速率，因此在PCB布局設(shè)計時，應(yīng)盡量減少電路的寄生參數(shù)，以降低電磁干擾和開關(guān)損耗。
外部柵極電阻
當(dāng)FET工作在二極管模式時，建議使用外部柵極電阻，以實現(xiàn)最佳的反向恢復(fù)性能。
緩沖電路
使用具有小 (R_{(G)}) 的緩沖電路可以提供更好的EMI抑制和更高的效率，同時減少開關(guān)損耗。
總結(jié)
安森美的UF4C120070K3S碳化硅共源共柵JFET以其出色的性能和廣泛的應(yīng)用場景，為電力電子工程師提供了一個優(yōu)秀的選擇。在實際應(yīng)用中，工程師需要根據(jù)具體的設(shè)計要求，合理選擇器件，并注意PCB布局和驅(qū)動電路的設(shè)計，以充分發(fā)揮該器件的優(yōu)勢。你在使用類似器件時，有沒有遇到過一些特殊的問題呢？歡迎在評論區(qū)分享你的經(jīng)驗。
-
電力電子
+關(guān)注
關(guān)注
32文章
782瀏覽量
51108
發(fā)布評論請先 登錄
評論