在橋式電路中，國產碳化硅（SiC）MOSFET（如BASiC基本股份）替換超結（SJ）MOSFET具有顯著優勢，但也需注意技術細節。傾佳電子楊茜從性能優勢和技術注意事項兩方面進行深度分析：

傾佳電子楊茜致力于推動國產SiC碳化硅模塊在電力電子應用中全面取代進口IGBT模塊，助力電力電子行業自主可控和產業升級！

傾佳電子楊茜咬住SiC碳化硅MOSFET功率器件三個必然，勇立功率半導體器件變革潮頭：

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一、國產碳化硅MOSFET替換超結MOSFET的優勢

更低的導通損耗與高溫穩定性

國產SiC MOSFET的導通電阻（RDS(on)）在高溫下增幅更小。例如，在150°C時，SiC MOSFET（如B3M040065Z）的RDS(on)為55 mΩ，而超結MOSFET（如OSG60R033TT4ZF）則升至65.6 mΩ，差異達98.8%。這得益于SiC材料的高溫特性，可顯著降低導通損耗，尤其在橋式電路的高溫工作環境中優勢明顯。

高頻開關性能優化

國產SiC MOSFET的開關速度更快（如開關延遲時間10 ns vs. 32.8 ns），反向恢復電荷（Qrr）極低（100 nC vs. 1.2 μC），大幅減少了開關過程中的交疊損耗和反向恢復損耗。在橋式電路中，高頻開關可縮小無源元件體積，提升功率密度。

更低的開關損耗與效率提升

由于總柵極電荷（Qg）更低（60 nC vs. 104 nC），國產SiC MOSFET的驅動損耗和開關能量（Eon+Eoff）顯著降低。例如，在6.6 kW OBC應用中，SiC總開關損耗為14.2 W，而超結MOSFET高達104 W，降幅達58.7%1。高頻應用（如100 kHz以上）下，系統效率可提升1.3%-3%。

更高的耐壓與可靠性

國產SiC MOSFET的阻斷電壓更高（650 V vs. 600 V），適用于高電壓波動場景（如電動汽車OBC的瞬態工況）。其雪崩魯棒性更強，可提升系統可靠性。

封裝兼容性與高頻抑制

TO-247-4封裝支持Kelvin源極連接，減少柵極振蕩，優化高頻開關性能。此外，國產SiC MOSFET的體二極管恢復時間僅11 ns（硅基為184 ns），進一步降低橋式電路中的反向恢復損耗。

二、技術注意事項

驅動電壓與負壓關斷

驅動正壓要求：SiC MOSFET需更高驅動電壓（+18 V）以降低RDS(on)，而硅基器件通常使用+12 V。若驅動電壓不足，導通電阻可能增加20%-25%。

負壓關斷：推薦關斷時施加-3 V至-5 V負壓，以減少米勒效應導致的誤開通風險，并降低關斷損耗（Eoff）35%-40%。

BASiC基本股份針對SiC碳化硅MOSFET多種應用場景研發推出門極驅動芯片，可適應不同的功率器件和終端應用。BASiC基本股份的門極驅動芯片包括隔離驅動芯片和低邊驅動芯片，絕緣最大浪涌耐壓可達8000V，驅動峰值電流高達正負15A，可支持耐壓1700V以內功率器件的門極驅動需求。

BASiC基本股份低邊驅動芯片可以廣泛應用于PFC、DCDC、同步整流，反激等領域的低邊功率器件的驅動或在變壓器隔離驅動中用于驅動變壓器，適配系統功率從百瓦級到幾十千瓦不等。

BASiC基本股份推出正激 DCDC 開關電源芯片BTP1521xx，該芯片集成上電軟啟動功能、過溫保護功能，輸出功率可達6W。芯片工作頻率通過OSC 腳設定，最高工作頻率可達1.5MHz，非常適合給隔離驅動芯片副邊電源供電。

對于驅動正負壓供電的需求，BASiC基本股份提供自研電源IC BTP1521F系列和配套的變壓器以及驅動IC BTL27524或者隔離驅動BTD5350系列。

米勒鉗位功能的應用

在橋式電路中，高dv/dt易引發米勒效應，導致對側MOSFET誤開通。需采用帶米勒鉗位功能的驅動芯片（如基本半導體的BTD25350），通過低阻抗泄放回路抑制串擾電流，將門極電壓穩定在安全范圍內。

熱管理與封裝適配性

SiC MOSFET的熱阻可能略高（如0.6 K/W vs. 0.35 K/W），需優化散熱設計（如增強PCB銅層厚度或使用散熱基板）。

TO-247-4封裝需注意Kelvin引腳布局，減少源極寄生電感對驅動波形的影響。

寄生電感與布局優化

高頻開關產生的電壓尖峰與寄生電感密切相關。需縮短驅動路徑，減少PCB寄生電感，并采用低環路電感布局，避免長引腳導致的振蕩和誤觸發。

驅動芯片選型與兼容性

選擇支持高拉/灌電流（如4A/6A）的驅動芯片，以滿足SiC MOSFET快速開關需求。對于驅動正負壓供電的需求，BASiC基本股份提供自研電源IC BTP1521F系列和配套的變壓器以及驅動IC BTL27524或者隔離驅動BTD5350系列。

三、應用場景與成本考量

適用場景：高頻（>50 kHz）、高溫（>100°C）或高可靠性要求的橋式電路，如車載OBC、5G電源、光伏逆變器等。

成本平衡：國產SiC器件單價（如BASiC基本股份）已經低于替換規格的進口超結MOSFET，售價與國產超結MOSFET價格相近，加上通過減少散熱需求、提升效率（降低系統總損耗30%-60%）和縮小無源元件體積，電源綜合成本具備更優競爭力。

總結

國產碳化硅MOSFET（如BASiC基本股份）在橋式電路中替代超結MOSFET的核心優勢在于高頻高效、高溫穩定性和耐壓可靠性，但需通過優化驅動設計（電壓、米勒鉗位）、熱管理和布局降低技術風險。隨著國產SiC器件的成熟（如BASiC基本股份），其在電力電子領域的滲透率將持續提升，加速全面取代超結MOSFET，助力大功率電源行業自主可控和產業升級。

審核編輯 黃宇