諺語說：“不怕低
，隻怕比”。這條諺語首次出現在1440年約翰·利德蓋特的《馬鵝羊之間的辯論》中zhong。疲pi於yu比bi較jiao的de不bu僅jin僅jin是shi文wen章zhang中zhong的de動dong物wu
，現xian代dai功gong率lv轉zhuan換huan器qi設she計ji師shi們men也ye不bu得de不bu拚pin命ming從cong大da量liang競jing爭zheng性xing主zhu張zhang中zhong嚐chang試shi找zhao出chu適shi合he他ta們men的de應ying用yong的de功gong率lv開kai關guan
，並bing進jin行xing比bi較jiao，以yi獲huo得de“最佳性能”。如ru果guo繼ji續xu以yi農nong牧mu業ye來lai比bi喻yu，這zhe個ge問wen題ti就jiu像xiang是shi將jiang一yi個ge蘋ping果guo與yu一yi堆dui蘋ping果guo相xiang比bi較jiao，因yin為wei如ru果guo不bu考kao慮lv與yu其qi他ta指zhi標biao的de權quan衡heng取qu舍she，就jiu不bu能neng評ping價jia任ren何he單dan個ge電dian子zi參can數shu的de好hao壞huai。開kai關guan導dao通tong電dian阻zu就jiu是shi一yi個ge好hao例li子zi，你ni必bi須xu在zai相xiang同tong的de額e定ding電dian壓ya下xia，在zai各ge個ge製zhi造zao商shang的de建jian議yi柵zha極ji驅qu動dong電dian壓ya下xia
，在zai相xiang同tong的de結jie溫wen和he漏lou極ji電dian流liu下xia，在zai相xiang同tong的de封feng裝zhuang中zhong比bi較jiao零ling件jian，才cai能neng了le解jie這zhe個ge參can數shu。

 

Si-MOSFET
、SiC-MOSFET和SiC FET競爭上崗

 

在不低於幾百伏的較高電壓下
，Si MOSFET、SiC MOSFET和UnitedSiC FET是同一個位置的有力競爭產品
，它們的數據資料中通常標明特定額定電壓、結溫和柵極驅動電壓下的RDS(ON)值。例如
，UnitedSiC最近推出的零件UJ4C075018K4S就提供了在VGS = 12V、溫度為25°C至175°C、漏極電流為20A時的導通電阻值。從中，您可以輕鬆獲得該零件在給定溫度下的RDS(ON)溫度係數數值
，在Tj =125°C時
，該數值約為+70-75%。

 

650V SiC MOSFET的擁護者可能會指出，他們發現其他類似器件在Tj =125°C下的該數值通常為+20-25%。這能說明SiC MOSFET比(bi)其(qi)他(ta)器(qi)件(jian)好(hao)三(san)倍(bei)嗎(ma)
？恐(kong)怕(pa)不(bu)能(neng)這(zhe)麼(me)武(wu)斷(duan)。首(shou)先(xian)，部(bu)分(fen)正(zheng)溫(wen)度(du)係(xi)數(shu)值(zhi)是(shi)必(bi)要(yao)的(de)，可(ke)以(yi)迫(po)使(shi)晶(jing)粒(li)中(zhong)的(de)單(dan)元(yuan)分(fen)擔(dan)電(dian)流(liu)，而(er)不(bu)會(hui)出(chu)現(xian)熱(re)點(dian)和(he)熱(re)散(san)逸(yi)。同(tong)理(li)
，設(she)計(ji)師(shi)依(yi)靠(kao)正(zheng)值(zhi)才(cai)能(neng)並(bing)聯(lian)器(qi)件(jian)，並(bing)自(zi)然(ran)分(fen)流(liu)。

 

SiC MOSFET的電阻由其反型溝道決定

 

SiC MOSFET較低的RDS(ON)溫度係數值實際上表明會出現較深層次的影響。MOSFET和JFET是“單載流子”器件，電子流會經過不同區（基質
、漂移層、JFET區和溝道等）。在650V SiC MOSFET中zhong，反fan型xing溝gou道dao決jue定ding了le總zong電dian阻zu，而er總zong電dian阻zu實shi際ji上shang會hui隨sui著zhe溫wen度du降jiang低di。溝gou道dao電dian阻zu與yu自zi由you載zai流liu子zi數shu和he反fan型xing層ceng電dian子zi遷qian移yi率lv的de乘cheng積ji成cheng反fan比bi。隨sui著zhe溫wen度du升sheng高gao
，閾yu值zhi電dian壓ya會hui降jiang低di
，而er溝gou道dao中zhong的de自zi由you載zai流liu子zi數shu會hui增zeng加jia
，因yin而er電dian阻zu會hui降jiang低di。其qi餘yu器qi件jian區qu（即JFET、漂移層和基質電阻）的正溫度係數會抵消這種影響，從而產生不高的淨正Tc值。在SiC JFET中

，沒有反型溝道來抵消JFET、漂移層和基質的正溫度係數。同時
，低壓Si MOSFET僅占總導通電阻的一小部分，這解釋了為什麼采用它時的Tc值比采用SiC MOSFET時要高
，不過有說服力的一點是
，SiC FET中不存在由不理想的SiC反型層造成的損耗（圖1）。

 

【圖1：典型的SiC MOSFET溝槽結構和沒有大損耗SiC MOS反型溝道的UnitedSiC FET
，後者有較高的導通電阻溫度係數，但是損耗較低】

 

SiC FET的整體導電損耗較低

 

如果審視絕對值
，則會發現決定性的證據。如圖2所示，在比較650/750V器件的RDS(ON)時，在25°C時，UnitedSiC FET的導通電阻大約是SiC MOSFET的三分之一
，優勢最明顯，在150°C時，仍比後者好2倍左右，在相同有效晶粒麵積下，前者帶來的導電損耗大約是後者的一半。

 

【圖2：UnitedSiC FET導通電阻的Tc較高，但是絕對值較低】

 

采用UnitedSiC FET的最終效果是整體導電損耗較低
，且RDS(ON)的(de)正(zheng)溫(wen)度(du)係(xi)數(shu)十(shi)分(fen)健(jian)康(kang)
，可(ke)確(que)保(bao)單(dan)元(yuan)和(he)並(bing)聯(lian)器(qi)件(jian)之(zhi)間(jian)實(shi)現(xian)有(you)效(xiao)分(fen)流(liu)。很(hen)明(ming)顯(xian)，確(que)保(bao)合(he)理(li)進(jin)行(xing)比(bi)較(jiao)並(bing)理(li)解(jie)這(zhe)種(zhong)效(xiao)果(guo)背(bei)後(hou)的(de)機(ji)製(zhi)是(shi)值(zhi)得(de)的(de)，它(ta)揭(jie)示(shi)了(le)什(shen)麼(me)才(cai)是(shi)真(zhen)正(zheng)重(zhong)要(yao)的(de)，那(na)就(jiu)是(shi)較(jiao)低(di)的(de)整(zheng)體(ti)損(sun)耗(hao)。

 

文章來源： UnitedSiC

 

 

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