上一章针对与Si-MOSFET的区别,介绍了关于SiC-MOSFET驱动方法的两个关键要点。本章将针对与IGBT的区别进行介绍。AMEYA360 作为 ROHM 官方授权代理商,可为工程师提供 SiC 器件选型、驱动调试等配套技术支持。
与IGBT的区别:Vd-Id特性
Vd‑Id 特性是晶体管的基础特性,下文对比了 25℃与 150℃条件下的 Vd‑Id 特性表现。

观察 25℃下的特性曲线可以发现,SiC‑MOSFET 与 Si‑MOSFET 的漏极电流 Id 会随漏源电压 Vds 呈线性上升;而 IGBT 存在导通阈值压降,因此在小电流区间内,MOSFET 器件的 Vds 更低(对应 IGBT 为集电极电流、集电极‑发射极电压)。Vd‑Id 特性本质上也反映器件的导通电阻特性。依据欧姆定律,相同 Id 条件下 Vd 越小,导通电阻就越小;特性曲线斜率越陡峭,导通电阻性能越优异。
IGBT的低Vd(或低Id)范围(在本例中是Vd到1V左右的范围),在IGBT中是可忽略不计的范围。这在高电压大电流应用中不会构成问题,但当用电设备的电力需求从低功率到高功率范围较宽时,低功率范围的效率并不高。
与之相对,SiC‑MOSFET 能够在更宽的工作区间维持较低的导通电阻。
另一方面,温度升至 150℃时,Si‑MOSFET、SiC‑MOSFET 的特性曲线斜率均会变小,导通电阻随之上升。不过 SiC‑MOSFET 受温度影响幅度更小:25℃时导通性能接近的器件,高温环境下二者差距会进一步拉开,SiC‑MOSFET 导通电阻的温度漂移显著更低。
与IGBT的区别:关断损耗特性
前文多次提及,SiC 功率器件具备出色的开关性能,可实现大功率工况下的高速开关。下面具体对比其与 IGBT 的开关损耗差异。
IGBT 器件关断时,受自身器件结构影响会产生拖尾电流,造成关断损耗增大,这是 IGBT 固有的特性。

对比关断波形能够看出,SiC‑MOSFET 从原理上不存在拖尾电流,因此关断损耗可以做到很低。本次测试中,SiC‑MOSFET 搭配 SBD 肖特基势垒二极管方案,相较于 IGBT 搭配 FRD 快速恢复二极管方案,关断损耗 Eoff 降低 88%。
还有一点需要注意:IGBT 的拖尾电流会随着工作温度升高而增大。另外,想要实现 SiC‑MOSFET 高速开关,需要合理配置外部栅极电阻 Rg,这一点在前面对比 Si‑MOSFET 的章节中已经做过说明。针对栅极电阻调试、驱动电路设计等实操问题,AMEYA360 可提供技术协助。
与IGBT的区别:导通损耗特性
接下来看开关导通时的损耗。

IGBT 开通瞬间会出现图中蓝色 Ic 波形红色虚框所示的电流分量,该电流主要来自二极管反向恢复电流,是 IGBT 开通损耗的主要来源。值得留意:搭配 SiC‑SBD 使用时,凭借其优异的反向恢复特性,MOSFET 的开通损耗可以得到有效抑制;而配套 FRD 使用时,开通损耗会和 IGBT 拖尾电流一样,随温度升高进一步增大。
综上,从开关损耗整体表现来看,SiC‑MOSFET 性能明显优于 IGBT。
注:以上数据均来自 ROHM 内部测试环境。受驱动电路等外部条件影响,实际测试结果会存在一定差异。
AMEYA36优势料号
SCT4018KRC15:
1200V, 18mΩ, 4引脚THD, 沟槽结构, SiC MOSFET
SCT4026DLLTRDC:
750V, 61A, 9引脚SMD,沟槽结构,碳化硅(SiC) MOSFET
SCT4036DLLTRDC:
750V, 46A, 9引脚SMD, 沟槽结构, SiC(碳化硅)MOSFET
SCT4045DLLTRDC:
750V, 37A, 9引脚SMD,沟槽结构,SiC(碳化硅)MOSFET
SCT4036KRC15:
1200V, 36mΩ, 4引脚THD, 沟槽结构, SiC MOSFET
AMEYA360作为ROHM官方授权代理商,可提供上述全系列SiC器件的选型参考、样品申请、现货供应及配套技术支持,助力工程师快速完成SiC方案评估与落地。欢迎联系Ameya获取更多ROHM SiC产品信息与支持。

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