甲碳化硅（SiC） JFET是一結基于常導通晶體管類型，它提供了最低的導通電阻R DS（ON）的每單位面積和是一個強大的設備。與傳統 MOSFET 器件相比，JFET 不太容易發生故障，并且適合斷路器和限流應用。例如，如果您用 1 mA 電流偏置 JFET 的柵極，并監控柵極電壓 Vgs，請參見圖 1，您可以跟蹤器件的溫度，因為 Vgs 隨溫度線性下降。此屬性對于需要功率 FET (SiC JFET) 來監控自身健康狀況的功率模塊應用特別有用。

圖 1：來自 UnitedSiC（來源 UnitedSiC）的 SIC JFET 和 SiC 共源共柵排列 FET

對于需要常斷設備，我們已經開發出一種電力電子應用的SiC在級聯配置-見圖1。在共源共柵結構中，功率MOSFET堆疊在JFET的頂部，并且被封裝在一起為一個非常低的熱阻。MOSFET 具有 +/- 20 V 柵極額定值、ESD 保護和 5 V 閾值，使其成為 12 V 柵極驅動應用的理想選擇。

我們開發的 650 V – 1,200 V SiC 器件有許多潛在的應用領域，從汽車到可再生能源。見圖 2。

圖 2：主要應用領域和 SiC FET 的優勢（來源 UnitedSiC）

Power conversion, circuit protection, and motor drives are all popular use cases for power FETS, and our SiC FETs deliver several benefits. One feature common to many of the applications mentioned is that the gate drive characteristics are compatible with some other devices such as MOSFETs and IGBTs, making them easy to design into existing developments. SiC JFETs are more robust than SiC MOSFETS for long and repetitive short-circuit cycles, and the sinter process technology used achieves a low thermal resistance, which for some liquid-cooled designs, such as automotive, is very beneficial.

對于太陽能逆變器和儲能等可再生能源設備，我們的 SiC 器件具有極低的RDS(on)特性，可將散熱量保持在最低水平。從電路保護的角度來看，低 R DS(on)也使得 SiC JFET 的使用與低接觸電阻繼電器和接觸器相比具有很強的競爭力。

與其他類似部件相比，我們的 SiC FET 即使在 MOSFET 共源共柵布置中也能提供業界最低的 R DS(on)規格——見圖 3。650 V 器件僅為 7 mΩ，1,200 V 部件為 9 mΩ。

圖 3：具有最低 R DS(on)的 UnitedSiC SiC 器件的行業比較（來源 UnitedSiC）

我們的 SiC FET 器件易于并聯，因為 RDS(on) 隨溫度穩定增加，但增加幅度遠低于同類硅器件。例如，在圖 4（左圖）中，7 mΩ 650 V 部分 RDS(on) 在 150 °C 時仍低于 10 mΩ。

圖 4：導通電阻與溫度比較（來源 UnitedSiC）

UnitedSiC FET 系列可以并聯在一起，安裝在液冷散熱器上，并以更高的頻率驅動，這些都是過去會選擇 IGBT 的各種電力電子應用的重要規格參數。此外，我們的 SiC 器件不會出現拐點電壓，采用了出色的體二極管，并且足夠堅固，可以承受重復短路。在沒有拐點電壓的情況下，這些設備即使在中等負載下也能以非常高的效率運行。

使用共源共柵技術安排，我們已經能夠將大多數封裝尺寸的最低導通電阻 FET 推向市場。例如，我們的 UF3SC065030D8S 和 xx40D8S SiC FET 采用 DFN8x8 封裝，在 25°C 時的R DS(on)分別為 34 mΩ 和 45 mΩ。即使在高溫下，電阻也不會顯著增加，與其他可用的硅和 GaN 器件相比，電阻提高了 2 到 3 倍。此外，這兩種器件都具有相對較低的電容值，進一步有助于電源轉換電路設計。

常開 JFET 可用于簡化反激式轉換器的設計。憑借我們緊湊、極低導通電阻 650 V 至 1,700 V JFET，它們可用于啟動反激電路 - 參見圖 5。在啟動時，電流流過初級繞組、JFET Q2、二極管 D2、電阻R1為電容C1充電，為控制IC供電。一旦 C1 上的電壓超過控制 IC 的欠壓鎖定，連接到控制 IC 的 MOSFET Q1 就會開始開關。Q1/Q2 組合現在作為常斷級聯共柵。

圖 5：MOSFET、反激式轉換器 IC 和 JFET 的創新封裝，以生產復雜的高性能轉換器（來源 UnitedSiC）

通過將控制 IC 和 MOSFET Q1 封裝到單個 IC 中，然后將 JFET Q1 與其共同封裝，可產生緊湊、高性能、高性價比的反激式解決方案。此外，使用 SiC 器件可使反激轉換器以高達 3 倍的更高頻率運行，從而減小變壓器和電感器的物理尺寸，進一步縮小轉換器占用空間。這種設計方法可以使用 1,700 V JFET 在高達 1,000 V 的標稱 400 V 總線電壓下工作。無數的電源設計，從智能手機充電器到工業電源，都可以用這種方式構建。

UnitedSiC 是創新碳化硅 FET 器件 (SiC JFET) 的領導者，可為功率轉換、電路保護和電機驅動應用提供最高水平的功率效率和最低的導通電阻。

審核編輯 黃昊宇