Microchip Technology Inc.（美国微芯科技公司）今日宣布扩大其碳化硅产品组合，推出业界导通电阻（RDS(on)）最低的3.3 kV碳化硅MOSFET和额定电流最高的碳化硅SBD，让设计人员可以充分利用其耐用性、可靠性和性能。Microchip扩大的碳化硅产品组合为电气化交通、可再生能源、航空航天和工业应用的设计人员开发更小、更轻和更高效的解决方案提供了便利。

众所周知，牵引功率单元（TPU）、辅助动力装置（APU）、固态变压器（SST）、工业电机驱动和能源基础设施解决方案的系统设计人员需要借助高压开关技术来提高效率和可靠性，并减小系统尺寸和重量。碳化硅技术很好的解决了这一痛点。

许多基于硅的设计在提高效率、降低系统成本和应用创新方面已经达到极限。虽然高压碳化硅为实现这些目标提供了一种有效的替代方案，但到目前为止，3.3 kV碳化硅功率器件的市场供应仍然有限。

据悉，再此之前Microchip已能提供700V、1200V和1700V裸片、分立器件、模块和数字栅极驱动器等碳化硅解决方案， 3.3 kV MOSFET和SBD的加入使这一系列解决方案更加丰富。

Microchip的3.3 kV碳化硅功率器件包括业界最低导通电阻为25毫欧（mOhm）的MOSFET和业界最高额定电流为90安培的SBD。MOSFET和SBD均提供裸片或封装形式。这些更强的性能水平能够帮助设计人员简化设计，创建功率更高的系统，并使用更少的并联元件来实现更小、更轻和更高效的电源解决方案。

Microchip分立产品业务部副总裁Leon Gross表示：“我们专注于开发能为客户提供快速实现系统创新能力的解决方案，并帮助其最终产品更快地取得竞争优势。我们全新的3.3 kV碳化硅功率产品系列能够让客户轻松、快速而充满信心地采用高压碳化硅，与基于硅的设计相比，这一激动人心的技术带来的诸多优势能让客户从中受益。”

在过去三年里，Microchip已经发布了数百款碳化硅功率器件和解决方案，确保设计人员能够找到满足其应用需求的合适的电压、电流和封装。Microchip在设计所有碳化硅MOSFET和SBD时都把客户的信任放在心中，提供业界领先的产品耐用性和可靠性。公司遵循由客户决定何时停产的惯例，只要客户需要，Microchip就会继续生产这些产品。

客户可以将Microchip 的碳化硅产品与公司的其他器件相结合，包括8位、16位和32位单片机（MCU）、电源管理器件、模拟传感器、触摸和手势控制器以及无线连接解决方案，从而以较低的系统总成本构建完整的系统解决方案。

3.3kV传统SiC MOSFET与集成SBD的SiC MOSFET电气特性对比研究科普：

1、MOSFET结构

图1为3.3kV传统SiC MOSFET和集成SBD的SiC MOSFET芯片截面图。对于集成SBD的SiC MOSFET，其MOS元胞内嵌入了电流反向流过的SBD电极。合理的集成SBD设计可以完全抑制双极性电流，并插入泄漏电流。为了进行对比，我们制作了相同有效面积的传统SiC MOSFET和集成式SBD的SiCMOSFET芯片。

图1传统MOSFET和集成SBD的MOSFET截面图

2、参数对比

静态参数

图2为传统SiC MOSFET与集成SBD的SiC MOSFET在175℃条件下正向特性参数的对比。图中展示了在不同电压条件下的J DS -V DS曲线，其导通电阻比传统SiC MOSFET稍微高一些，这是因为在相同的有效面积下，与传统的SiC MOSFET比例，集成的SBD的SiC MOSFET的MOS管宽度要小一些。

应该注意的是集成的SBD的SiC MOSFET的通态电阻的增加图3为传统SiC MOSFET与集成式SBD的SiC MOSFET在结温175℃和反向反向偏向的相对较小，这是因为肖特基端有较高的通流能力，因此SBD的面积相对很小。置条件下反向导通特性的对比，因为结点分布不同，两个J SD -V SD曲线具有不同的拐点电压。由于两种载流子参与导电，传统SiC MOSFET的反向导通电阻变化很小。

图2 正向导通特性（175℃）

图3 反向导通特性（175℃，V GS = -7V）

图4为传统的SiC MOSFET在结温175℃和垂直正向设定条件下的反向导通曲线。因为集成的SBD的SiC MOSFET反向导通电流是MOSFET合并与SBD之和，所以反向电流密度Ĵ SD对栅极电压的依赖性相对较小。

图5为传统的SiC MOSFET与集成SBD的碳化硅MOSFET在25℃条件下击穿特性对比，可以看出集成SBD的碳化硅MOSFET漏极漏电流被很好地抑制，几乎与传统SiC MOSFET在同一水平。

图4 反向导通特性（175℃，V GS = 0〜17V）

图5 击穿特性（25℃，V GS = -10V）

图6为传统SiC MOSFET与集成式SBD的SiC MOSFET在频率100kHz，温度为25℃条件下极间电容与V DS之间的关系曲线。

对于输入电容（C iss）和反馈电容（C rss），传统SiC MOSFET比集成SBD的SiC MOSFET，这是由串联电极侧和JFET的表面密度差异造成的。对于输出电容（C oss），集成SBD的SiC MOSFET比传统SiC MOSFET，这是因为集成SBD的MOSFET C oss传统的SiC MOSFET与SBD的C oss之和。

图6 极间电容VS V DS（25℃，100kHz）

动态参数

图7和图8是利用双脉冲测试法在175℃下测得的开关波形，图9为测试电路。在测试中，VDD设置在1800V，V GS设置为-7 / 17V。通过调整外部栅极电阻使di / dt保持一致，测得的传统SiC MOSFET与集成SBD的SiC MOSFET的开关波形几乎一致。

传统SiC MOSFET与集成SBD的SiC MOSFET开通损耗（E on）分别为22mJ / pulse和21mJ / pulse ，关断损耗（E off）则分别为7.6mJ / pulse和6.0mJ / pulse。

图7 开通波形（175℃，SBD作为续流二极管）

图8 关断波形（175℃，SBD作为续流二极管）

图9 开关测试电路

图10和图11为集成式SBD的SiC MOSFET E on和E off与串联电阻之间的关系曲线，其E on和E off可由电阻的电阻降低而线性降低。

图12为传统SiC MOSFET模块与集成SBD的SiC MOSFET模块在175℃条件下的反向恢复电流波形对比，波形上没有明显的差异。体积，如文献5所述，传统SiC MOSFET的体二极管会参与工作，而集成SBD的SiC MOSFET反向恢复为单极性电流特性，因此集成SBD的SiC MOSFET可以降低反向恢复损耗。