設計人員當然對碳化硅感興趣，因為它具有潛力。這種潛力包括：在不損失效率的情況下實現高頻開關——這意味著更快的開關和更低的開關損耗。導通電阻 (RDS(On)) 的溫度依賴性更小，這導致高溫下的傳導損耗更低，當然，還會增加功率密度、減小系統的尺寸和重量并平衡系統成本。

當前的碳化硅格局

Wolfspeed為汽車、工業和能源市場的應用提供大量、根深蒂固的產品組合，包括現在的 650V MOSFET。如下圖 1 所示，Wolfspeed 的 SiC 功率產品包括 SiC 肖特基二極管和 MOSFET、SiC 功率模塊和 SiC 裸片肖特基二極管和 MOSFET。

隨著 Wolfspeed 最近推出 650V 碳化硅 MOSFET，當前的碳化硅領域得到了極大的拓寬。這些 650V SiC MOSFET 顯著解決了傳統上為硅的較低功率區域。現在，碳化硅在 650V 及以上的任何電壓下都非常有可能，提供高功率、中高開關頻率和高溫性能。

這些 SiC 650V MOSFET 對整體格局產生了重大變化。它們在較低的 RDS(On)設備 (≤ 100mΩ)下擊敗了任何東西。它們通過降低開關和傳導損耗來提高效率。它們允許更高的工作溫度——碳化硅額定值為 175Tj。

碳化硅相對于其他技術的優勢

與 Si 或 GaN 相比，SiC 的眾多優勢之一是RDS(On)。當 RDS(On隨溫度變化時，SiC 的優勢立即顯現。硅和 GaN 隨溫度升高 2 倍甚至 3 倍，Wolfspeed SiC 隨溫度升高僅 1.3 倍或 1.4 倍。這與器件傳導損耗和器件使用直接相關在溫度而不是 25C。

SiC 具有優勢的另一個重要領域是 IGBT 拐點電壓，這是MOSFET的線性 VDS曲線優于 IGBT 的拐點/指數曲線的地方。實際上，在 99% 的額定電流及以下，SiC MOSFET 的傳導損耗比 IGBT 低。如果將器件并聯，由于 VCE曲線固定，IGBT 的問題會變得更糟。

Wolfspeed SiC 支持的應用

Wolfspeed 開創碳化硅已有 30 多年的歷史，因此為所有重視效率、功率密度和整體系統成本的電源應用提供了多樣化的寬帶隙碳化硅器件組合。我們的碳化硅器件的性能和可靠性在電動汽車動力系統/主逆變器、車載電池充電器、非車載直流快速充電器、企業電源、太陽能和可再生能源等系統中特別有效。

您每天都會接觸 Wolfspeed SiC。您的日常電子郵件（由服務器群提供支持）包含 Wolfspeed SIC，實施的太陽能和儲能系統由 Wolfspeed SiC 提供支持，道路上的電動汽車包含 Wolfspeed SiC。我們的碳化硅技術為其支持的各個行業提供了大量競爭優勢。圖 2 顯示了 Wolfspeed SiC 支持的眾多應用的一些示例

性能比較

圖 3 顯示了傳導損耗和開關損耗的并排比較。這些是 DC-DC 應用中的 400 VDC 輸入/48 VDC 輸出設備，一個是碳化硅，另一個是硅。您可以在左上方的一組圖像和左下方的表格中看到 Wolfspeed 120 mΩ SiC 器件與 60 mΩ 硅超級結器件的疊加效果很好。效率沒有妥協。其中一個超級結器件的外殼溫度較低，中間是碳化硅器件。

圖 3：并排比較傳導損耗和開關損耗

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碳化硅目前正在實現廣泛的應用，因為事實證明，基于 SiC 的解決方案比傳統的基于硅的解決方案具有更高的效率、功率密度和系統成本效益。

在 Wolfspeed，我們測量 SiC 成熟度為

• 行業廣泛采用多年
• 久經考驗的可靠性和現場時間
• 持續創新與投入
• 既定價值與現有技術

對我們來說，碳化硅不僅僅是“我們剛剛鑒定了一個設備，你想要一些樣品嗎”。在工業和能源基礎設施方面，Wolfspeeds 碳化硅功率器件提高了效率、縮小了系統尺寸并減少了散熱，使企業能夠充分利用每千瓦時的電力和每平方米的空間。

審核編輯 黃昊宇