【導讀】飛兆半導體最近推出的碳化硅(SiC)雙極結型晶體管(BJT)將成為IGBT的下一代替代技術，它可以在更高的溫度下轉換更高的電壓和電流。它允許更高的開關頻率，但能保持相同或更低的開關和導通損耗，從而允許使用更小的電感、電容和散熱器，不僅可降低系統(tǒng)BOM成本，而且可在相同外形因子下提高輸出功率，或以更小的外形尺寸提供相同輸出功率。
為努力實現更高的功率密度并滿足嚴格的效率法規(guī)要求以及系統(tǒng)正常運行時間要求，工業(yè)和功率電子設計人員在進行設計時面臨著不斷降低功率損耗和提高可靠性的難題。 然而，在可再生能源、工業(yè)電機驅動器、高密度電源、汽車以及井下作業(yè)等領域，要想增強這些關鍵設計性能，設計的復雜程度就會提高，同時還會導致總體系統(tǒng)成本提高。
為幫助設計人員解決這些難題，飛兆半導體公司開發(fā)成功了非常適合功率轉換系統(tǒng)的碳化硅(SiC)技術解決方案，進而拓展了該公司在創(chuàng)新型高性能功率晶體管技術領域的領先地位。
與IGBT相比，飛兆半導體最近開發(fā)出的碳化硅(SiC) BJT功率器件可實現效率和功率密度的大幅提升，無論在元件還是系統(tǒng)級，這可幫助設計工程師在其設計中滿足成本的要求，以及改善功率密度、可靠性和效率。
SiC BJT可提供更高的開關頻率和更低的損耗，從而可在相同系統(tǒng)尺寸下實現更高的輸出功率，并降低無源元件的成本，因為它允許使用更小的電感、電容和散熱器。
SiC BJT可提供目前市場上最低的傳導損耗，因為它的導通電阻每平方厘米只有2.2毫歐姆，它的開關總損耗也是最低的，包括驅動器損耗。SiC BJT直流增益大于70。
SiC BJT可提供更高的開關頻率，它開與關之間的轉換時間只有20ns，而且這一性能與工作溫度無關。更重要的一點是，SiC BJT開關轉換時沒有尾流。
2KW SiC和IGBT升壓電路比較
今天的很多電子應用諸如可再生能源、工業(yè)控制系統(tǒng)和移動電源都要求高效率、小尺寸和重量輕。SiC BJT剛好可以滿足以上要求，與今天的任何其他晶體管（如MOSFET和IGBT）相比，它可提供業(yè)內最高的效率，同時它還消除了許多尺寸、重量、溫度和效率方面的折中考慮。
在改善效率領域，SiC BJT針對的目標應用包括：太陽能逆變器、充電樁、移動電源、電機驅動、PFC輸入級、DC-AC轉換器、焊接系統(tǒng)和DC-DC轉換器。
與此同時，SiC BJT的另一大獨特性能優(yōu)勢是它可以在高溫下提供可靠的開關操作，這在油氣鉆探、能量收集、商業(yè)航空、特定的汽車和工業(yè)設計應用中是至關重要的。在高溫應用領域，SiC BJT針對的目標應用包括：馬達和渦輪控制、安全監(jiān)控、高溫馬達驅動、高溫執(zhí)行器控制和高溫DC轉換器。
飛兆8千瓦逆變器方案中SiC和IGBT的性能比較
飛兆SiC BJT的未來發(fā)展路線圖是：SiC BJT分立元件、SiC二極管、SiC電源模塊、SiC BJT IC驅動器、針對高溫應用的SiC BJT。
先進的SiC雙極結型晶體管(BJT)系列產品可實現更高的效率、電流密度和可靠性，并且能夠順利地在高溫下進行可靠工作。 SiC BJT實現了更高的開關頻率，這是因為傳導和開關損耗較低(30-50%)，從而能夠在相同尺寸的系統(tǒng)中實現高達40%的輸出功率提升。
這些強健的BJT支持使用更小的電感、電容和散熱片，可將系統(tǒng)總體成本降低多達20%。 這些業(yè)界領先的SiC BJT性能出眾，可促進更高的效率和出色的短路及逆向偏壓安全工作區(qū)，將在高功率轉換應用的功率管理優(yōu)化中發(fā)揮重大作用。
飛兆 SiC BJT是下一代功率器件技術
飛兆半導體還開發(fā)了即插即用的分立式驅動器電路板（15A和50A版本），作為整套碳化硅解決方案的一部分，與飛兆半導體的先進SiC BJT配合使用時，不僅能夠在減少開關損耗和增強可靠性的條件下提高開關速度，還使得設計人員能夠在實際應用中輕松實施SiC技術。飛兆半導體為縮短設計時間、加快上市速度，還提供了應用指南和參考設計。應用指南可供設計人員獲取SiC器件設計所必需的其他支持；參考設計有助于開發(fā)出符合特定應用需求的驅動器電路板。
SiC BJT的特性可歸結為以下三點：1）有史以來最高效的1200 V功率轉換開關---最低的總損耗，包括開關、傳導及驅動器損耗。所有1200 V器件中最低的開關損耗（任意RON條件下）；2）簡單直接的驅動----常關功能降低了風險和復雜程度，并減少了限制性能的設計。穩(wěn)定的基極輸入，對過壓/欠壓峰值不敏感；3）強健且可靠---額定工作溫度高： Tj=175°C 。由于RON具有正溫度系數，增益具有負溫度系數，因此易于并聯(lián)。穩(wěn)定持久的Vbe正向電壓和反向阻隔能力。
飛兆半導體的SiC BJT采用TO-247封裝；符合條件的客戶從現在起即可獲取工程設計樣本。
