MOSFETs av kiselkarbid (SiC) kan hantera mer ström än motsvarande IGBTs av kisel och är därför idealiska för applikationer med höga switchfrekvenser. Dessutom erbjuder SiC MOSFETs förbättrad temperaturtolerans samt snabbare återhämtningstider, vilket bidrar till att minimera systemstorlek och kostnader.
Onsemi, leverantör av intelligent kraft- och sensorteknik, har lanserat den senaste generationens SiC MOSFET-plattform, EliteSiC M3e, i ett TO-247-4L-paket som är industristandard och med planer på att lansera flera generationer fram till 2030. Dessa enheter kommer att spela en avgörande roll för att möta de globala energikraven när regeringar och industrier skiftar mot elektrifiering för att uppfylla klimatmålen och samtidigt minska utsläppen av växthusgaser.
Låg RDS(ON)
MOSFETs on-state-resistans (RDS(ON)) är en viktig faktor att ta hänsyn till i högströmsapplikationer. Ett högre RDS(ON) orsakar mer strömförlust och värmeproduktion medan lägre värden minskar strömförbrukningen samtidigt som effektiviteten förbättras, vilket i slutändan leder till förbättrad systemprestanda.
RDS(ON) för MOSFET kan variera avsevärt mellan olika enheter beroende på faktorer som gate-spänning och drain-ström; konstruktörer bör känna till alla variabler som påverkar detta för att kunna välja lämpliga MOSFET för kraftelektronikkonstruktioner.
För att noggrant mäta on-state-resistansen hos en MOSFET måste en fast gatespänning appliceras och strömmen från drain till source mätas. Denna metod hjälper till att undvika självuppvärmning och ger mer exakta resultat; pulserande mätmetoder finns också tillgängliga för att minimera mätfel och säkerställa korrekta resultat.
SiC FET:ar med brett bandgap (WBG) har lägre RDS(ON)-värden än traditionella kiselbaserade FET:ar, vilket gör dem särskilt lämpliga för växelriktare för elfordon (EV), DC/DC-omvandlare, UPS-system och energilagringssystem. G4-kaskodade enheter från UnitedSiC (nu Qorvo) är särskilt väl lämpade för att hantera 800 V bussspänning medan Onsemis NTBL045N065SC1-enhet har ett RDS(ON)-värde på 33 mO vid hårda switchfrekvenser på upp till 200 kHz samtidigt som den har mycket små grindladdningar som bidrar till att sänka den totala effektförlusten och förbättra den termiska prestandan.
Hög omkopplingshastighet
Effekthalvledare som används i industriella tillämpningar kräver hög spänningstålighet, stora strömmar och snabba växlingshastigheter. Halvledare av kisel (Si) har nått sin gräns i detta avseende; effekthalvledare med brett bandgap tillverkade av SiC blir en alltmer populär lösning eftersom MOSFETs med brett bandgap växlar vid mycket högre frekvenser än traditionella kiselmotsvarigheter och erbjuder större värmebeständighet.
Ingenjörer som använder SiC MOSFETs drar nytta av lägre lednings- och switchförluster som gör det möjligt för ingenjörer att designa system med mindre fotavtryck och lägre kostnader jämfört med konventionella kiselkonstruktioner, vilket möjliggör betydande kostnadsbesparingar på systemens vikt och effekttäthet.
SiC MOSFET:er kan minska den totala ledningsförlusten i drivmotorsystem eftersom deras dioder inte blir lika varma, vilket minimerar de temperatursvängningar som krävs för effektcykling.
SiC MOSFETs kräver särskild hänsyn när det gäller transientimmunitet i standardläge, så att välja rätt grinddrivdon är avgörande för deras användning. onsemi erbjuder flera grinddrivdon som är utformade speciellt för dessa enheter - NCP51705 och NCP51561 är två som uppfyller dessa standarder och gör integrationen i befintliga system enkel genom att stödja olika drivmotortillverkares standardkretsar samtidigt som de erbjuder stöd för signalbehandling och ger större designfrihet.
Hög effekttäthet
Kiselkarbid (SiC) är ett halvledarmaterial med mycket högre effekttäthet jämfört med sina konkurrenter. Dessutom har SiC överlägsen robusthet och switchfrekvenser jämfört med många konkurrerande tekniker - egenskaper som gör det perfekt för krävande datacentermiljöer. SiC MOSFETs erbjuder betydande kostnadsminskningar och prestandavinster jämfört med MOSFETs i kisel (Si) när det gäller kostnad, minskad EMI-emission, förbättrad prestanda vid drift i höga temperaturer och förbättrad switchfrekvens jämfört med sina motsvarigheter.
SiC MOSFETs främsta fördel ligger i deras interna gatemotstånd, vilket gör det möjligt för ingenjörer att effektivisera designen genom att eliminera externa motstånd från kretsdesigner och förenkla dem helt och hållet. Detta resulterar i mindre kretsstorlekar med ökad effektivitet och lägre switchförluster, vilket i slutändan sänker de totala systemkostnaderna för en laddstation för elbilar.
Onsemis EliteSiC M3e MOSFET:er finns nu i ett industristandard TO-247-4L-paket och har industrilågt on-motstånd och kortslutningskapacitet - perfekt för användning i traktionsomriktare.
Dessa M3e MOSFET:er är optimerade för att leverera högre energiförlusttal än sina motsvarigheter i kisel (Si) i AECQ101-applikationer för fordonsindustrin och industriella applikationer, med överlägsna prestanda jämfört med sina motsvarigheter i kisel. Deras låga Rdson bidrar till att minimera ledningsförlusterna medan deras korta dödtid minskar cirkulationsförlusterna i LLC och deras transienta utgångskapacitans möjliggör snabbare VDS-övergång från off-state till diodledning - vilket gör dem till idealiska kandidater för PFC- och LLC-steg i datacentersystem.
Hög effektivitet
Kiselkarbidens fysikaliska egenskaper gör det till ett idealiskt material för kraftelektroniktillämpningar. Med hög dielektrisk genomslagsstyrka, låg resistans och värmeledningsförmåga som gör att den klarar högre spänningar samtidigt som den arbetar effektivare än kiselkomponenter - och mindre värmeutveckling, vilket kräver färre kylsystem totalt sett - ger kiselkarbid tillverkare av kraftelektronik ett idealiskt materialval.
Onsemis EliteSiC-familj av Schottky-barriärdioder och MOSFET:er i kiselkarbid (SiC) erbjuder överlägsen prestanda i ett brett spektrum av applikationer. I jämförelse med kiseldioder är SiC-dioder effektivare och motståndskraftiga mot nötning och kontaminering samtidigt som de har snabbare återhämtningstider vilket gör dem lämpliga för strömövergång mellan blockerande och ledande steg snabbt.
Onsemis EliteSiC-enheter har också lägre grindladdningar än sina motsvarigheter i kisel, vilket bidrar till att minska energislöseriet och förbättra systemeffektiviteten samtidigt som strömmen per paket ökar, vilket förbättrar energiomvandlingseffektiviteten och effekttätheten. Detta gör det möjligt för konstruktörer att få mer ström i mindre förpackningar samtidigt som omvandling och effekttäthet förbättras.
Onsemi erbjuder konstruktörer ett omfattande utbud av designstödjande verktyg och metoder för att hjälpa till med integrationen av SiC-enheter i sina konstruktioner, till exempel fysiskt baserade SPICE-modeller med skalbara SPICE-modeller och en Elite Power Simulator. Tillsammans gör dessa att ingenjörer kan testa och optimera sina kretsdesigner för maximal prestanda snabbt utan att ådra sig betydande prototypkostnader eller ansträngningar - vilket sparar betydande energi-, kyl- och ersättningskostnader under kraftsystemets livstid.
Swedish 
English