世紀(jì)金光第二代1200V SiC MOSFET器件【CGE2M120080】

北京世紀(jì)金光半導(dǎo)體（以下簡(jiǎn)稱“世紀(jì)金光”）是一家專注于碳化硅功能材料和功率器件研發(fā)與生產(chǎn)的國(guó)家級(jí)高新技術(shù)公司，深耕第三代半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)15年。2022年9月26日，世紀(jì)金光推出新款SiC 功率器件——第二代1200V 80mΩ SiC MOSFET的器件CGE2M120080，該系列具有更低導(dǎo)通電阻，高開(kāi)關(guān)速度，低開(kāi)關(guān)損耗等特性，主要用于開(kāi)關(guān)電源、電機(jī)驅(qū)動(dòng)器、電動(dòng)汽車OBC、充電樁、光伏逆變等領(lǐng)域。

表1 CGE2M120080 SiC MOSFET器件主要規(guī)格參數(shù)

新產(chǎn)品單位面積導(dǎo)通電阻R_DS(ON)相對(duì)于上一代產(chǎn)品下降了大約53%，柵總電荷量下降52%，使“漏源導(dǎo)通電阻×柵漏電荷（R_DS(ON)×Q_gd）”降低了大約78%，有效提升開(kāi)關(guān)速度，從而使開(kāi)關(guān)損耗減小超過(guò)20%，整體性能表現(xiàn)居先進(jìn)水平。

此產(chǎn)品為世紀(jì)金光第二代MOSFET平臺(tái)下首款產(chǎn)品，我們后續(xù)將繼續(xù)擴(kuò)展SiC MOSFET功率器件產(chǎn)品線，開(kāi)發(fā)更多電壓電流規(guī)格的產(chǎn)品，提升器件性能、降低開(kāi)關(guān)損耗，提升設(shè)備效率，持續(xù)地為客戶提供更優(yōu)質(zhì)的產(chǎn)品。

1、顯著改善導(dǎo)通電阻和R_DS(on)*Q_gd （FOM）

與第一代產(chǎn)品相比，通過(guò)溝道及JFET優(yōu)化技術(shù)，單位面積導(dǎo)通電阻R_DS(on)降低了大約53%，主要應(yīng)用電流比導(dǎo)通電阻均達(dá)到3.5mΩ·cm²以下； R_DS(on)*Q_gd下降78%，約為1500 mΩ·nC；柵總電荷量下降52%，低至54.5nC，為實(shí)現(xiàn)更高速應(yīng)用奠定基礎(chǔ)。

圖1新一代產(chǎn)品導(dǎo)通電阻和FOM對(duì)比圖

圖2 R_DS(on)-I_D曲線圖                              圖3 柵總電荷曲線圖   

2、開(kāi)關(guān)時(shí)間減小，速度提升

第一代和第二代SiC MOSFET開(kāi)關(guān)曲線如下。第二代產(chǎn)品開(kāi)關(guān)時(shí)間減小，從而使開(kāi)關(guān)損耗減小超過(guò)20%。

圖4 新一代產(chǎn)品開(kāi)通/關(guān)斷延遲時(shí)間對(duì)比圖 

       3、溫度穩(wěn)定性提高，降低散熱壓力

       第二代SiC MOSFET器件，改進(jìn)設(shè)計(jì)工藝，優(yōu)化器件封裝，在溫度穩(wěn)定性方面，尤其是高溫狀態(tài)下，器件參數(shù)變化更小。有效降低應(yīng)用中熱設(shè)計(jì)難度，減輕散熱壓力。

圖5 導(dǎo)通電阻隨溫度變化曲線

        4、體二極管導(dǎo)通壓降下降，續(xù)流能力增強(qiáng)

采用二極管增強(qiáng)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，有效降低體二極管導(dǎo)通壓降，較前一代導(dǎo)通壓降下降超過(guò)1V。感性負(fù)載下提供更強(qiáng)的電流續(xù)流能力，有效降低能量損耗，提高系統(tǒng)能量利用率。

圖6 不同柵極電壓下導(dǎo)通壓降隨電流變化曲線