安森美SiC Cascode JFET：高性能功率器件的新選擇

在功率電子領(lǐng)域，碳化硅（SiC）器件憑借其卓越的性能逐漸成為主流。安森美（onsemi）推出的UJ3C120070K3S SiC Cascode JFET，為工程師們提供了一種高性能、高可靠性的功率解決方案。本文將詳細(xì)介紹這款器件的特點(diǎn)、性能參數(shù)以及應(yīng)用場(chǎng)景，幫助工程師更好地了解和應(yīng)用該器件。

文件下載：UJ3C120070K3S-D.PDF

器件概述

UJ3C120070K3S是一款基于獨(dú)特“共源共柵”電路配置的SiC FET器件。它將常開型SiC JFET與Si MOSFET封裝在一起，形成了常閉型SiC FET器件。這種設(shè)計(jì)使得該器件具有標(biāo)準(zhǔn)的柵極驅(qū)動(dòng)特性，能夠真正“直接替換”硅IGBT、硅FET、SiC MOSFET或硅超結(jié)器件。

產(chǎn)品特性

低導(dǎo)通電阻

典型導(dǎo)通電阻 (R_{DS(on), typ}) 為70mΩ，低導(dǎo)通電阻意味著在導(dǎo)通狀態(tài)下，器件的功率損耗更低，能夠提高系統(tǒng)的效率。

高溫性能優(yōu)越

最大工作溫度可達(dá)175°C，這使得該器件在高溫環(huán)境下仍能穩(wěn)定工作，適用于對(duì)溫度要求較高的應(yīng)用場(chǎng)景。

出色的反向恢復(fù)特性

具有優(yōu)秀的反向恢復(fù)性能，能夠有效減少開關(guān)損耗，提高系統(tǒng)的可靠性。

低柵極電荷和低固有電容

低柵極電荷和低固有電容使得器件的開關(guān)速度更快，能夠降低開關(guān)損耗，提高系統(tǒng)的效率。

ESD保護(hù)

具備HBM Class 2級(jí)別的ESD保護(hù)，能夠有效防止靜電對(duì)器件造成損壞，提高器件的可靠性。

環(huán)保合規(guī)

該器件無鉛、無鹵素，符合RoHS標(biāo)準(zhǔn)，符合環(huán)保要求。

性能參數(shù)

最大額定值

注：

1. 受 (T_{J, max}) 限制。
2. 脈沖寬度 (t{p}) 受 (T{J, max}) 限制。
3. 起始 (T_{J}=25^{circ}C)。

電氣特性

在 (T_{J}=+25^{circ}C) 條件下（除非另有說明），器件的電氣特性如下：

• 靜態(tài)特性：
  • 漏源擊穿電壓： (V{GS}=0 V, I{D}=1 mA)
  • 總漏極泄漏電流：最大值為75 μA
  • 總柵極泄漏電流：最大值為±20 μA
  • 漏源導(dǎo)通電阻： (V{GS} = 12V, I{D} = 20A) 時(shí)， (T{J}=25°C) 典型值為90 mΩ， (T{J}=175°C) 時(shí)為148 mΩ
  • 柵極閾值電壓：典型值為4.5 V
• 反向二極管特性：
  • 二極管脈沖電流： (T_{C}=25^{circ}C) 時(shí)，典型值為34.5 A
  • 正向電壓： (V{GS}=0 V, I{S}=10 A, T_{J}=25^{circ}C) 時(shí)，典型值為1.41 V
  • 反向恢復(fù)電荷： (RG_EXT= 22 Ω, di/dt = 1150 A/μs, T_{J}=25°C) 時(shí)，典型值為125 nC
• 動(dòng)態(tài)特性：
  • 輸入電容： (f = 100 kHz) 時(shí)，典型值為1500 pF
  • 輸出電容：典型值為114 pF
  • 反向傳輸電容：典型值為2.1 pF
  • 開關(guān)時(shí)間和能量：如開通延遲時(shí)間、上升時(shí)間、關(guān)斷延遲時(shí)間、下降時(shí)間以及開通能量、關(guān)斷能量和總開關(guān)能量等都有相應(yīng)的典型值。

典型應(yīng)用

電動(dòng)汽車充電

在電動(dòng)汽車充電系統(tǒng)中，該器件的低導(dǎo)通電阻和出色的反向恢復(fù)特性能夠有效提高充電效率，減少能量損耗。

光伏逆變器

光伏逆變器需要高效的功率轉(zhuǎn)換，UJ3C120070K3S的高性能能夠滿足光伏逆變器對(duì)效率和可靠性的要求。

開關(guān)模式電源

在開關(guān)模式電源中，該器件的快速開關(guān)速度和低開關(guān)損耗能夠提高電源的效率和功率密度。

功率因數(shù)校正模塊

功率因數(shù)校正模塊需要精確的控制和高效的功率轉(zhuǎn)換，UJ3C120070K3S能夠提供穩(wěn)定的性能。

電機(jī)驅(qū)動(dòng)

電機(jī)驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)需要高可靠性和高效的功率轉(zhuǎn)換，該器件能夠滿足電機(jī)驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)的要求。

感應(yīng)加熱

感應(yīng)加熱系統(tǒng)需要快速的開關(guān)速度和高功率密度，UJ3C120070K3S能夠提供出色的性能。

應(yīng)用注意事項(xiàng)

PCB布局設(shè)計(jì)

由于該器件具有較高的dv/dt和di/dt速率，因此在PCB布局設(shè)計(jì)時(shí)，應(yīng)盡量減少電路寄生參數(shù)，以確保器件的性能和可靠性。

外部柵極電阻

當(dāng)FET工作在二極管模式時(shí)，建議使用外部柵極電阻，以實(shí)現(xiàn)最佳的反向恢復(fù)性能。

總結(jié)

安森美UJ3C120070K3S SiC Cascode JFET是一款高性能、高可靠性的功率器件，具有低導(dǎo)通電阻、高溫性能優(yōu)越、出色的反向恢復(fù)特性等優(yōu)點(diǎn)。該器件適用于多種應(yīng)用場(chǎng)景，能夠?yàn)楣こ處熖峁└咝?、可靠的功率解決方案。在實(shí)際應(yīng)用中，工程師應(yīng)根據(jù)具體需求合理選擇器件，并注意PCB布局設(shè)計(jì)和外部柵極電阻的使用，以充分發(fā)揮器件的性能。你在實(shí)際應(yīng)用中是否遇到過類似器件的選型和使用問題呢？歡迎在評(píng)論區(qū)分享你的經(jīng)驗(yàn)和見解。