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绪论 |
周贤中 |
2023-07-09 |
本教程SiC MOSFET驱动电路及应用由zhouxzh、DarentTheYang、DNFfafa联袂编写。
学习本教程以前，建议先学习电路课，推荐书籍为——《电路》邱关源著，第六版
碳化硅场效应管的历史可以追溯到20世纪70年代，当时研究了与器件相关的碳化硅材料，如MOSFET。然而，建议在1989年正式使用碳化硅用于功率器件。第一个碳化硅功率晶体管于2008年以1200 V结型场效应晶体管（JFET）的形式推向市场。硅金属氧化物栅FETS（MOSFETs）在70年代和80年代变得可行，具有垂直导电路径和平面栅结构，随后在90年代采用“沟槽”排列。
据Cree公司称，该公司创建了第一个SiC MOSFET，SiC相对于硅有三个主要优点：更高的临界击穿场、更高的热导率和更宽的带隙。与硅MOSFET和IGBT相比，SiC MOSFET提供更高的热导率（120-270 W/mK）和更高的电流密度。 SiC MOSFET相对于Si MOSFET的主要优点是，随着温度从25°C上升到135°C，SiC MOSFET的导通电阻增加了20％，而Si MOSFET的导通电阻增加了250％。此外，SiC MOSFET相对于Si IGBT电机驱动系统的一个显著优点是它们能够嵌入电机组件中，在同一外壳内嵌入电机控制器和逆变器。
SiC MOSFET比其他功率器件（如硅MOSFET和IGBT）更高效。它们具有比硅MOSFET和IGBT更低的开关损耗和导通损耗。 SiC MOSFET还具有比硅MOSFET和IGBT更高的开关频率,这意味着SiC MOSFET可以在更高频率下运行，这可能会导致更小的磁性元件和更高的功率密度。SiC MOSFET用于各种应用，例如太阳能逆变器、电机驱动、电动汽车和电源。它们还用于高频开关应用，例如无线充电和DC-DC转换器。