【導讀】一(yi)些(xie)新(xin)出(chu)現(xian)的(de)應(ying)用(yong)使(shi)地(di)球(qiu)的(de)未(wei)來(lai)充(chong)滿(man)了(le)激(ji)動(dong)人(ren)心(xin)的(de)可(ke)能(neng)性(xing)，但(dan)同(tong)時(shi)也(ye)是(shi)人(ren)類(lei)所(suo)麵(mian)臨(lin)的(de)最(zui)大(da)技(ji)術(shu)挑(tiao)戰(zhan)之(zhi)一(yi)。例(li)如(ru)
，雖(sui)然(ran)太(tai)陽(yang)能(neng)可(ke)以(yi)提(ti)供(gong)無(wu)限(xian)的(de)能(neng)源(yuan)，但(dan)要(yao)想(xiang)成(cheng)功(gong)商(shang)業(ye)化(hua)，設(she)計(ji)人(ren)員(yuan)必(bi)須(xu)提(ti)供(gong)更(geng)高(gao)的(de)功(gong)率(lv)和(he)效(xiao)率(lv)，同(tong)時(shi)不(bu)增(zeng)加(jia)成(cheng)本(ben)或(huo)尺(chi)寸(cun)。

在汽車領域，目前電動汽車 (EV) 已經非常普及，但由於人們擔心可用充電基礎設施、充電所需時間和續航裏程有限等問題，電動汽車的普及仍然受到了限製。在這種情況下，設計人員麵臨的挑戰包括如何提高電氣效率、優化動力總成的尺寸和重量，包括主驅逆變器和車載充電器 (OBC) 等元件
，並不斷降低成本。

碳化矽器件的優勢

guijibandaotiqijianziwenshiyilaiyizhishigonglvyingyongdezhuliu。xingnengdetigaojiashangdianyuanzhuanhuantuopudechuangxin，quebaoxiaolvshuipingchixutisheng，congermanzudaduoshuyingyongdeyaoqiu。

然而
，麵對不斷提升的性能需求，矽基半導體進一步改進的空間有限
，促使在新應用中更多采用寬禁帶 (WBG) 半導體，如碳化矽 (SiC) 和氮化镓 (GaN)。

圖 1：多種應用可受益於 SiC 器件的特性

SiC gonglvbandaotibenshenjuyoujiaogaodedianziqianyilvhebaohesudu
，kezaijiaogaopinlvxiayixiangduijiaodidesunhaoyunxing，congerjianxiaolekaiguanyingyongzhongtijipangdadecixingqijiandechicunhechengben。

圖 2：SiC 為電力係統帶來諸多優勢

WBG 器件還具有較低的導通損耗，有助於提高效率。這使得充電器能夠更快地為電池充電
，並降低了散熱要求，使得散熱器可以更小、更便宜。由於 SiC 能夠在高達 175°C 的結溫 (Tj) 下工作，因此進一步降低了對散熱器的需求。

為了進一步提高效率，應用正在轉向更高電壓，以減小電流



，從而降低損耗。例如，在過去幾年中
，太陽能應用中的直流母線電壓已從 600 V 升至 1500 V。同樣，電動汽車中的 400 VDC 總線（基於電池電壓）已升至 800 V 甚至 1000 V。

在此之前，750 V 額定值的矽基功率半導體幾乎可以滿足所有應用的需要。不過，為了確保有足夠的耐壓能力實現安全可靠的運行，額定電壓為 1200 V 或 1700 V 的器件還是有必要的。幸運的是，SiC 的另一個優勢是能夠在這些高電壓下工作。

基於 SiC 技術的最新開關器件

為滿足汽車和太陽能等關鍵應用對更高擊穿電壓的需求
，安森美 (onsemi) 最近推出了 1700V M1 平麵 EliteSiC MOSFET 器件
，非常適合需要快速開關、高效率運行的應用。

作為首批商用器件之一，NTH4L028N170M1 具有 1700 V 的 VDSS，擴展 VGS 為 -15/+25 V
，RDS (ON) 典型值僅為 28 mÙ，因此適用於目前在用的最高電池電壓。由於能夠在高達 175°C 的結溫下連續運行
，因此無需使用風扇（可能不夠可靠）或散熱器等散熱措施。在某些應用中，完全不需要額外的散熱。

NTH4L028N170M1 的另一個有用特性是 TO-247-4L 封裝內的開爾文源連接，可改善功耗並降低柵極引腳上的噪聲。

圖 3：安森美的新型 1700 V EliteSiC MOSFET

為支持新型 MOSFET，安森美還發布了 D1 係列 1700 V SiC 肖特基二極管，包括 NDSH25170A 和 NDSH10170A。高額定電壓可使設計受益於反向重複峰值電壓(VRRM)之間的額外電壓裕量
，從而提高可靠性。此外，D1 肖特基二極管有著較低的最大正向電壓 (VFM) 值和出色的反向漏電流，即使在高溫條件下也能確保可靠的高壓運行。

圖 4：安森美的新型 1700 V 肖特基二極管

新型二極管采用 TO-247-2 封裝或裸片形式
，以適應各種應用的機械限製。

保障 SiC 器件的供應

鑒於 SiC 器件在太陽能和電動汽車等大批量
、gaozengchangyingyongzhongdexingnengheshouhuanyingchengdu，quanqiugongyingliandejinzhangqingkuangyejiubuzuweiqile。zaimouxieqingkuangxia，zhexianzhiletaiyangnengzhuangzhihuodiandongqichedejiaofushuliang，yincizaijinxingqijianxuanzeguochengzhong
，zhizaoshangdegongyingnenglizhiguanzhongyao。

安森美最近收購了 GT Advanced Technology (GTAT)
，因此，我們成為具有端到端能力的大型 SiC 供應商，包括晶錠批量生長、襯底製備、外延、器件製造、出色的集成模塊和分立式封裝解決方案。

為滿足市場對 SiC 器件的持續需求
，安森美的路線圖是在 2024 年之前大幅提高襯底、器件和模塊的產能，並製定了更加雄心勃勃的中期計劃。

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