
碳化硅 (SiC) 因其更高的開(kāi)關(guān)頻率和更高的結(jié)溫而被稱(chēng)為汽車(chē)行業(yè)傳統(tǒng) Si IGBT 器件的繼承者。此外,在過(guò)去五年中,汽車(chē)行業(yè)已成為基于 SiC 的逆變器的公共試驗(yàn)場(chǎng)。事實(shí)證明,通過(guò) SiC 轉(zhuǎn)換器實(shí)現(xiàn) DC 到 AC 的基本轉(zhuǎn)換比硅 (Si) 轉(zhuǎn)換器更小、更輕且更高效,因此寬帶隙器件在汽車(chē)行業(yè)的潛力將顯著增長(zhǎng)。
工業(yè)電源應(yīng)用基于強(qiáng)大的電動(dòng)機(jī),可以在風(fēng)扇、泵、伺服驅(qū)動(dòng)器、壓縮機(jī)、縫紉機(jī)和冰箱中找到。三相電動(dòng)機(jī)是最常見(jiàn)的電動(dòng)機(jī)類(lèi)型,它由適當(dāng)?shù)幕谀孀兤鞯尿?qū)動(dòng)器驅(qū)動(dòng)。它可以吸收一個(gè)行業(yè)高達(dá) 60% 的全部電力需求,因此對(duì)于驅(qū)動(dòng)器提供高效率水平至關(guān)重要。
本文追溯了電力電子的歷史,可追溯到硅MOSFET仍用于驅(qū)動(dòng)強(qiáng)大的電子負(fù)載時(shí)。讓我們通過(guò)描述、應(yīng)用和模擬重新發(fā)現(xiàn)硅的世界,了解電子世界是如何在短短幾年內(nèi)發(fā)生巨大變化的,因?yàn)樾碌?SiC 和 GaN MOSFET 的發(fā)現(xiàn)和開(kāi)發(fā)。
與低功率同類(lèi)產(chǎn)品不同,MOSFET、IGBT、功率二極管和晶閘管等功率器件會(huì)產(chǎn)生大量熱量。因此,有效的熱管理對(duì)于確保電力電子設(shè)備的可靠性和優(yōu)化的壽命性能至關(guān)重要,包括由更高工作溫度、寬帶隙 (WBG) 半導(dǎo)體材料制成的設(shè)備。
今天的汽車(chē)配備了種類(lèi)繁多的電子配件和電子安全輔助裝置,使車(chē)輛更具吸引力、更安全和更易于使用。此外,傳統(tǒng)的液壓系統(tǒng)(如動(dòng)力轉(zhuǎn)向和自動(dòng)變速箱)正在被電動(dòng)等效系統(tǒng)取代,以幫助減輕整體重量并提高燃油經(jīng)濟(jì)性。
電力設(shè)計(jì)是由市場(chǎng)需求驅(qū)動(dòng)的,以提高效率和生產(chǎn)力,同時(shí)符合法規(guī)要求。最重要的最終用戶(hù)需求幾乎總是更小、更輕、更高效的系統(tǒng),這得益于功率半導(dǎo)體設(shè)計(jì)的重大創(chuàng)新。在硅 MOSFET 和 IGBT 長(zhǎng)期以來(lái)一直在功率半導(dǎo)體中占據(jù)主導(dǎo)地位的地方,寬帶隙 (WBG) 技術(shù),尤其是碳化硅 (SiC) 技術(shù)的最新進(jìn)展正在為電力電子系統(tǒng)的設(shè)計(jì)人員帶來(lái)額外的好處,提高效率和更高的電壓能力,從而減少形式因素。
2022年3月24日,世強(qiáng)硬創(chuàng)平臺(tái)與成都方舟微電子有限公司(下稱(chēng)“方舟微“)簽署合作協(xié)議,方舟微授權(quán)世強(qiáng)硬創(chuàng)平臺(tái)代理旗下耗盡型MOSFET、增強(qiáng)型MOSFET和保護(hù)器件等全線(xiàn)產(chǎn)品。
在幾家造車(chē)新勢(shì)力高調(diào)推出搭載碳化硅芯片模組的主驅(qū)逆變器大功率平臺(tái)電動(dòng)汽車(chē)后,中國(guó)功率半導(dǎo)體上車(chē)進(jìn)程開(kāi)始進(jìn)入白熱化,電車(chē)廠(chǎng)紛紛加快碳化硅模塊的研發(fā)及布局。
宜普電源轉(zhuǎn)換公司(EPC)新推40 V、1.1 mΩ的氮化鎵場(chǎng)效應(yīng)晶體管(EPC2066),為設(shè)計(jì)工程師提供比硅MOSFET更小、更高效的器件,用于高性能、占板面積受限的應(yīng)用。
【2022 年 05 月 26 日美國(guó)德州普拉諾訊】Diodes 公司 (Diodes) (Nasdaq:DIOD) 宣布推出創(chuàng)新高電流、高熱效率且符合電動(dòng)車(chē) (EV) 產(chǎn)品應(yīng)用需求的功率封裝 PowerDI?8080-5。PowerDI?8080-5 封裝的首款產(chǎn)品為 DMTH4M70SPGWQ,在 10V 閘極驅(qū)動(dòng)下,此款符合汽車(chē)規(guī)格的 40V MOSFET 典型 RDS(ON) 僅為 0.54mΩ,閘極電荷為 117nC。如此領(lǐng)先業(yè)界的效能使汽車(chē)高功率 BLDC 馬達(dá)驅(qū)動(dòng)器、DC-DC 轉(zhuǎn)換器及充電系統(tǒng)的設(shè)計(jì)人員能大幅提升系統(tǒng)效率,同時(shí)確保將功耗維持在絕對(duì)最低水平。
在線(xiàn)性模式工作時(shí),MOSFET必須在惡劣工作條件下工作,承受很高的漏極電流(ID)和漏源電壓 (VDS),然后還需處理很高的功率。這些器件必須滿(mǎn)足一些技術(shù)要求才能提高耐用性,還必須符合熱管理限制,才能避免熱失控。
2022 年 5 月 18日,中國(guó) – 意法半導(dǎo)體的 STPOWER MDmesh M9和DM9硅基N溝道超結(jié)多漏極功率MOSFET晶體管非常適用于設(shè)計(jì)數(shù)據(jù)中心服務(wù)器、5G基礎(chǔ)設(shè)施、平板電視機(jī)的開(kāi)關(guān)式電源 (SMPS)。
在這篇文章中,我們將研究 MOSFET 用于電池保護(hù)。 每年,越來(lái)越多的電子設(shè)備由包含鋰離子 (Li ion) 電池的電池供電。高功率密度、低自放電率和易于充電使其成為幾乎所有便攜式電子產(chǎn)品的首選電池類(lèi)型——如今,從口袋里的手機(jī)到每天數(shù)以百萬(wàn)計(jì)開(kāi)車(chē)上班的電動(dòng)汽車(chē),應(yīng)有盡有由鋰離子電池供電。盡管它們具有許多優(yōu)點(diǎn),但這些電池也帶來(lái)了一定的風(fēng)險(xiǎn)和設(shè)計(jì)挑戰(zhàn),如果不成功緩解這些風(fēng)險(xiǎn)和設(shè)計(jì)挑戰(zhàn),可能會(huì)導(dǎo)致災(zāi)難性的后果。我認(rèn)為沒(méi)有人會(huì)很快忘記 2016 年爆炸性的 Galaxy S7 設(shè)備平板電腦和隨后的召回。
MOSFET 被用作負(fù)載開(kāi)關(guān)的次數(shù)超過(guò)了在任何其他應(yīng)用中的使用量,一次數(shù)量為數(shù)億個(gè)。我可能應(yīng)該從我在這里定義“負(fù)載開(kāi)關(guān)”的確切方式開(kāi)始。為了這篇文章的緣故,考慮負(fù)載開(kāi)關(guān)任何小信號(hào) FET,其在系統(tǒng)中的唯一功能是將一些低電流 (
在當(dāng)前市場(chǎng)上,高性能功率 MOSFET 最常見(jiàn)的用途或許也是選擇最合適的 FET 的最大挑戰(zhàn)。性能、價(jià)格和尺寸之間的權(quán)衡從來(lái)沒(méi)有比開(kāi)關(guān)模式電源 (SMPS) 中使用的 MOSFET 更混亂。 遍歷一個(gè)詳盡的 SMPS 拓?fù)淞斜?,包括隔離的和非隔離的,并列出每個(gè)拓?fù)渥钪匾目紤]因素,這可能需要一個(gè)新奇的 - 一個(gè)比我這樣的簡(jiǎn)單營(yíng)銷(xiāo)工程師擁有更多技術(shù)知識(shí)的應(yīng)用程序?qū)<?。但我確實(shí)希望在本博客的后續(xù)段落中,我可以提供至少一些技巧和陷阱來(lái)避免。
在復(fù)雜的電源設(shè)計(jì)中,金屬氧化物半導(dǎo)體場(chǎng)效應(yīng)晶體管 (MOSFET) 的選擇往往是事后才考慮的。畢竟,它只是一個(gè)三針設(shè)備。它有多復(fù)雜,對(duì)吧?但是任何喜歡生蠔的人都會(huì)(試圖)告訴你,外表可能是騙人的。嘗試選擇正確的 MOSFET 或“FET”可能比我們想象的要復(fù)雜。
在LFPAK封裝中采用新型SOA(安全工作區(qū)) Trench技術(shù),可提供出色的瞬態(tài)線(xiàn)性模式性能,為設(shè)計(jì)人員帶來(lái)體積更小、更可靠的選擇。
新器件縮小封裝尺寸60%,增強(qiáng)性能并減少損耗
碳化硅 (SiC) MOSFET 在功率半導(dǎo)體行業(yè)取得了重大進(jìn)展,這要?dú)w功于與硅基開(kāi)關(guān)相比的一系列優(yōu)勢(shì)。這些包括更快的開(kāi)關(guān)、更高的效率、更高的工作電壓和更高的溫度,從而產(chǎn)生更小、更輕的設(shè)計(jì)。 這些屬性導(dǎo)致了一系列汽車(chē)和工業(yè)應(yīng)用。但是像 SiC 這樣的寬帶隙器件也帶來(lái)了設(shè)計(jì)挑戰(zhàn),包括電磁干擾 (EMI)、過(guò)熱和過(guò)壓條件,這些可以通過(guò)選擇正確的柵極驅(qū)動(dòng)器來(lái)解決。
《星際迷航》如何預(yù)測(cè)未來(lái)的技術(shù)進(jìn)步繼續(xù)讓我感到驚訝?!缎请H迷航:原始系列》中的手持通訊器在 1960 年代作為道具出現(xiàn)在電視節(jié)目中時(shí)似乎是一個(gè)奇跡。然而,它又大又笨重,而且在幾集中,通訊器丟失或停止工作,這使得傳送回船上是不可能的。