最近，安森美發(fā)布了第二代1200V SiC MOSFET產(chǎn)品。安森美在前代SiC MOSFET產(chǎn)品中，采用M1及其衍生的M2技術(shù)平臺(tái)，而這次發(fā)布的第二代1200V SiC MOSFET，安森美稱其為M3S。
M3S產(chǎn)品導(dǎo)通電阻規(guī)格分為13/22/30/40/70mΩ，適配TO247?3L/4L和D2PAK?7L分立封裝。
據(jù)官方介紹，S代表開關(guān)，M3S系列專注于提高開關(guān)性能，相比于第一代1200V碳化硅MOSFET，除了降低特定電阻RSP (即RDS(ON)*Area) ，還針對(duì)工業(yè)電源系統(tǒng)中的高功率應(yīng)用進(jìn)行了優(yōu)化，如太陽能逆變器、ESS、UPS 和電動(dòng)汽車充電樁等。
延續(xù)平面型結(jié)構(gòu)，針對(duì)不同應(yīng)用采用兩種設(shè)計(jì)
安森美在第一代SiC MOSFET上采用了平面設(shè)計(jì)，包括了M1和后續(xù)從M1衍生出的M2平臺(tái)，涵蓋750V、900V、1200V的耐壓規(guī)格。在M1平臺(tái)上，安森美的SiC MOSFET采用Square Cell結(jié)構(gòu)、M2平臺(tái)采用Hex-cell結(jié)構(gòu)。
第一代SiC MOSFET產(chǎn)品上，安森美沒有為一些特定領(lǐng)域進(jìn)行特殊設(shè)計(jì)，主要面向的是通用市場。而第二代產(chǎn)品中，安森美除了將M3的工藝平臺(tái)迭代至strip-cell，還為不同的應(yīng)用需求，設(shè)計(jì)了兩種技術(shù)方案，分別是T設(shè)計(jì)和S設(shè)計(jì)。
其中T設(shè)計(jì)主要針對(duì)逆變器，因此需要更低的RDS(ON)和更好的短路能力，而不是更快的開關(guān)速度。S設(shè)計(jì)對(duì)高開關(guān)性能進(jìn)行了優(yōu)化，因此設(shè)計(jì)具有較低的QG(TOT) 和較高的di/dt和dv/dt，從而降低開關(guān)損耗。
基于M3平臺(tái)的strip-cell結(jié)構(gòu)，安森美第二代SiC MOSFET 在導(dǎo)通電阻、開關(guān)損耗、反向恢復(fù)損耗以及短路時(shí)間等關(guān)鍵性能指標(biāo)上均為業(yè)界領(lǐng)先水平，同時(shí)實(shí)現(xiàn)最優(yōu)的成本。不過目前安森美M1到M3平臺(tái)均為平面型設(shè)計(jì)，下一代M4將會(huì)升級(jí)為溝槽結(jié)構(gòu)，降低SiC MOSFET芯片面積的同時(shí)，成本也將顯著得到優(yōu)化。
實(shí)現(xiàn)導(dǎo)通損耗和開關(guān)損耗之間的平衡
從參數(shù)來看，安森美M3S平臺(tái)的第二代SiC MOSFET相比第一代，主要是在導(dǎo)通損耗和開關(guān)損耗之間實(shí)現(xiàn)更好的平衡。
根據(jù)安森美的實(shí)測數(shù)據(jù)，首先在導(dǎo)通電阻RDS(ON)方面，一代產(chǎn)品的導(dǎo)通電阻隨溫度升高而升高的幅度較小，在導(dǎo)通損耗上，實(shí)際上一代產(chǎn)品是要優(yōu)于二代產(chǎn)品的。但是在高開關(guān)頻率下運(yùn)行的應(yīng)用中，導(dǎo)通在損耗中的比例相對(duì)較低，反而是受溝道電阻的影響，與第二代相比，第一代需要更高的正柵極偏置（VGS）才能完全導(dǎo)通，這就需要在驅(qū)動(dòng)電路上進(jìn)行額外的設(shè)計(jì)。因此，第二代的M3S更適合快速的開關(guān)應(yīng)用。
導(dǎo)通和開關(guān)損耗在系統(tǒng)中是很關(guān)鍵的參數(shù)，特別對(duì)于高開關(guān)頻率拓?fù)涞膽?yīng)用。在相同條件的雙脈沖測試電路中，二代相比一代實(shí)現(xiàn)了開關(guān)性能的大幅提升，開關(guān)損耗降低了40%，導(dǎo)通損耗降低了20-30%，總開關(guān)損耗比一代降低了34%。
總體來看，M3S整體的設(shè)計(jì)都趨向高頻開關(guān)應(yīng)用，相比上一代更加著重于導(dǎo)通損耗和開關(guān)損耗之間的平衡，在工業(yè)自動(dòng)化、儲(chǔ)能、充電樁、電動(dòng)汽車OBC/DC-DC等領(lǐng)域都會(huì)有較好的應(yīng)用效果。
