UnitedSiC發(fā)布首批RDS(on)低于10mΩ的碳化硅FET，具有更高效率和更低損耗

2019年12月9日，美國(guó)新澤西州普林斯頓--新型功率半導(dǎo)體企業(yè)美商聯(lián)合碳化硅股份有限公司(UnitedSiC)宣布將推出四種新型SiC FET，其RDS(ON)值可低至7mΩ，并可提供前所未有的性能和高效率，適用于電動(dòng)汽車(chē)(EV)逆變器、高功率DC/DC轉(zhuǎn)換器、大電流電池充電器和固態(tài)斷路器等高功率應(yīng)用。在這四款全新UF3C SiC FET器件中，一款產(chǎn)品額定電壓值為650V，RDS(on)為7mΩ，另外三款電壓額定值為1200V，RDS(on)分別為9和16mΩ。所有器件都采用通用型TO247封裝。

這些新型SiC FET整合高性能第三代SiC JFET和共源共柵(cascode)優(yōu)化的Si MOSFET，這種電路配置能夠以常見(jiàn)的封裝形式創(chuàng)建一種快速、高效的器件，但仍然可以用與Si IGBT、Si MOSFET和SiC MOSFET相同的柵極電壓驅(qū)動(dòng)。此外，為了優(yōu)化高溫運(yùn)行性能，燒結(jié)銀(sintered-silver)技術(shù)能夠?yàn)門(mén)O247封裝提供低熱阻安裝。

美商聯(lián)合碳化硅股份有限公司工程副總裁Anup Bhalla解釋說(shuō)：“真正重要的是，我們實(shí)現(xiàn)了同類(lèi)產(chǎn)品中業(yè)界最低的RDS(ON)。除此之外，這些器件所具備的標(biāo)準(zhǔn)驅(qū)動(dòng)特性和通用封裝意味著它們可以在各種應(yīng)用中直接替代那些效率較低的器件，而只需極少或根本不需要額外的設(shè)計(jì)工作。”

UF3SC065007K4S的最大工作電壓為650V，漏極電流高達(dá)120A，RDS(ON)為6.7mΩ。UF3SC120009K4S的最大工作電壓為1200V，漏極電流高達(dá)120A，RDS(ON)為8.6mΩ。兩者均采用四引腳開(kāi)爾文(Kelvin)封裝，可實(shí)現(xiàn)更清潔的驅(qū)動(dòng)特性。

對(duì)于低功率設(shè)計(jì)，UnitedSiC可提供兩款產(chǎn)品，最大工作電壓為1200V，漏極電流高達(dá)77A，RDS(ON)為16mΩ。UF3SC120016K3S采用三引腳封裝，而UF3SC120016K4S則采用四引腳封裝。

這些器件的低RDS(ON)特性使得在逆變器設(shè)計(jì)中可以實(shí)現(xiàn)超過(guò)99%的效率，高效率的實(shí)現(xiàn)得益于其出色的反向恢復(fù)性能以及在續(xù)流(freewheeling)模式下的低導(dǎo)通壓降。

借助于這些器件，逆變器設(shè)計(jì)人員能夠使現(xiàn)有設(shè)計(jì)在相同的開(kāi)關(guān)速度下達(dá)到更高功率，而無(wú)需重新設(shè)計(jì)其基本電路架構(gòu)，可以處理較高的電流,但不會(huì)產(chǎn)生過(guò)多的電阻發(fā)熱。

這些器件的低開(kāi)關(guān)損耗可以使設(shè)計(jì)人員在更高頻率下運(yùn)行逆變器，以產(chǎn)生更清晰的輸出電流波形。通過(guò)減少磁芯損耗，可以提高所驅(qū)動(dòng)電機(jī)的效率。如果將逆變器設(shè)計(jì)為具有濾波功能的輸出，較高的運(yùn)行頻率將允許使用較小的濾波器。

這些器件還能夠很好地并聯(lián)使用，以處理非常大的電流。經(jīng)過(guò)嚴(yán)格的損耗計(jì)算表明，使用六個(gè)UF3SC120009K4S SiC FET并聯(lián)構(gòu)建的200kW，8kHz逆變器，其開(kāi)關(guān)損耗和傳導(dǎo)損耗的總和只有采用最先進(jìn)IGBT/二極管模塊構(gòu)建的同類(lèi)逆變器的約三分之一。

UF3C系列SiC FET的低RDS(ON)可實(shí)現(xiàn)超低傳導(dǎo)損耗，這意味著該器件還可以用作EV中的固態(tài)斷路器和電池?cái)嚅_(kāi)開(kāi)關(guān)，這些器件可以非常快地關(guān)閉非常大的電流，并且在用作斷路器時(shí)，具有自我限制特性，可控制流經(jīng)的峰值電流。該特性還可用于限制流入逆變器和電機(jī)的浪涌電流。

對(duì)于較低電池電壓的系統(tǒng)，UF3SC65007K4S能夠在充電電路中實(shí)現(xiàn)比IGBT效率高很多的系統(tǒng)。如果使用SiC FET來(lái)構(gòu)建同步整流器來(lái)代替次級(jí)側(cè)二極管，則可以大幅度降低損耗，從而減輕充電器的冷卻負(fù)擔(dān)。例如，在工作電流為100A，占空比為50%的情況下，一個(gè)JBS二極管的傳導(dǎo)損耗將近100W，而UF3SC065007K4S用作同步整流器，其傳導(dǎo)損耗僅為45W。

價(jià)格和供貨信息

以1000片最小批量計(jì)，這些器件的單價(jià)從UF3SC0120016K3S的35.77美元，到UF3SC120009K4S的59.98美元。現(xiàn)在可提供樣片，預(yù)計(jì)2020年第二季度實(shí)現(xiàn)量產(chǎn)。