硅IGBT与<span style='color:red'>碳化硅</span>MOSFET的优缺点
  随着电力电子技术的不断发展,硅IGBT和碳化硅MOSFET作为主要功率开关器件,在电力变换、驱动等领域都扮演着重要角色。两者在性能、功耗、效率等方面有着不同特点,本文将探讨硅IGBT和碳化硅MOSFET的特性,并对它们的优缺点进行详细对比分析。  1. 硅IGBT的优缺点  优点:  低导通压降:硅IGBT具有较低的导通压降,能够减少功耗和散热需求。  稳定性强:在高温、高电压条件下仍能保持稳定工作。  成熟技术:已经经过长期发展和改进,技术相对成熟,生产工艺稳定。  缺点:  开关速度慢:IGBT的开关速度较慢,导致在高频应用中性能受限。  功耗较高:由于导通压降存在,会产生一定的功耗损耗。  温升较高:在高负载情况下容易产生较高的温度升高,需要额外散热处理。  2. 碳化硅MOSFET的优缺点  优点:  高开关速度:碳化硅MOSFET具有极快的开关速度,适合高频应用。  低导通损耗:由于导通特性优秀,功耗损耗较低。  低温升:在高负载情况下温升较低,对散热要求不高。  缺点:  价格较高:碳化硅器件相对硅IGBT价格较高,成本较大。  新技术:相对硅IGBT,碳化硅器件的生产工艺和技术较新,仍在不断完善中。  抗干扰能力差:对于电磁干扰的抵抗能力相对较弱。  3. 对比分析  性能比较:  开关速度:碳化硅MOSFET具有更快的开关速度,适合高频应用;而硅IGBT则速度较慢。  功耗:在功耗方面,碳化硅MOSFET表现较优,而硅IGBT存在一定的功耗损失。  稳定性:硅IGBT在高温高压条件下的稳定性较好,而碳化硅MOSFET则更适合高频、高效率应用。  成本和可靠性:  成本:硅IGBT的成本相对较低,技术相对成熟,生产规模大;而碳化硅MOSFET的价格较高,因为生产工艺和材料技术要求较高。  可靠性:硅IGBT在长期应用中表现出稳定的可靠性,且故障率较低;碳化硅MOSFET作为新技术,其长期稳定性尚待进一步验证。  应用领域:  硅IGBT:电力电子、工业变频器、风力发电等领域,对稳定性和成本要求较高。  碳化硅MOSFET:高频变换器、电动汽车驱动系统、太阳能逆变器等需要高效率、高频率开关的领域。
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发布时间:2025-06-06 11:31 阅读量:168 继续阅读>>
森国科推出第五代Thinned MPS® <span style='color:red'>碳化硅</span>二极管KS10065(650V/10A)
  深圳市森国科科技股份有限公司发布了第五代Thinned MPS® 碳化硅二极管KS10065(650V/10A), 该系列产品提供多达八种封装,充分满足客户在OBC、工业电源、数据电源、储能逆变器、变频驱动、快充头、适配器等多个应用场景的需求。  森国科KS10065系列产品拥有超低的VF值,可降低正向导通损耗;少子器件零反向恢复,在反向恢复过程中极大的减少了反向恢复损耗,同时又减少了EMI干扰,可大大提升整机效率,整体损耗的减少也带来更小的温升;卓越的IFSM值,在抗雷击/浪涌等产品可靠性上有极其出色的表现;灵活多样的封装形式,助力客户在不同场景中的高效应用。  KS10065(650V/10A) 碳化硅二极管, 主要应用于5种PFC电路和IGBT续流二极管,以下是典型应用电路:  无桥PFC: D1,D2,使用SiC二极管和SiC MOS替代了传统的整流二极管,可明显提高效率。  单向PFC: D5,电路简单,成本低,初级无电解电容。  交错并联PFC: D5, D6,可以减小输入电流纹波和输出电容纹波电流的有效值,并提升电路的功率等级。  维也纳(VIENNA)PFC :具有谐波含量低、功率因数高、动态性能良好的特性。  IGBT续流二极管:降低开关损耗,增大开关频率。  森国科深耕宽禁带半导体领域多年,目前已与国内外TOP级工艺厂商(X-FAB\积塔等)达成友好合作,秉承着“做最合适的功率器件”的理念,致力于打造性能优越、尺寸体积可控的功率器件全系列产品,助力来自OBC、工业电源、数据电源、储能逆变器、变频驱动、快充头、适配器等多个领域的客户实现高耐压、耐高温、耐高频、低功耗、低成本的应用需求,持续赋能低碳发展。  名词释义  TMPS:是Thinned Merged PIN Schotty Diode 的缩写, 中文翻译为:减薄的混合型PN结势垒肖特基二极管,森国科将该系列产品注册商标为:Thinned MPS®  PFC:英文全称为“PowerFactorCorrecTIon”,意思是“功率因数校正”,功率因数指的是有效功率与总耗电量(视在功率)之间的关系,也就是有效功率除以总耗电量(视在功率)的比值。基本上功率因数可以衡量电力被有效利用的程度,当功率因数值越大,代表其电力利用率越高。  维也纳整流桥:Vienna 整流桥是脉冲宽度调变的整流器,可以接收三相交流电源,也是功率因数修正电路,是Johann W. Kolar在1990年发明。
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发布时间:2025-05-12 14:27 阅读量:261 继续阅读>>
碳化硅二极管系列产品" alt="森国科推出广泛用于"光、风、储、充、荷"的1200V碳化硅二极管系列产品">
  深圳市森国科科技股份有限公司日前发布了第五代Thinned MPS®1200V碳化硅二级管,涵盖了10A、15A、20A、30A、40A、50A系列等数十款型号,相比Si器件,碳化硅肖特基二极管具有导通电阻低,开关损耗小的特点,完美满足中高压系统的需求,成为了光伏逆变器、风能逆变器、储能双向逆变器、充电桩模块、大功率工业电源、车载充电机等领域客户的不二选择,碳化硅功率器件的使用对于能源领域朝着轻量化、节能低碳化的转型升级也具有重要的意义。  碳化硅作为第三代宽禁带半导体的代表性材料之一,与传统Si基材料相比,其电子饱和漂移速率是硅的2倍,更加适合在高频电路中使用;热导率相当于Si的3倍,因而散热效果更佳,可靠性更高;SiC材料的临界击穿场强能力高达硅的10倍之多,可使器件更加耐高压;禁带宽度上来说,SiC材料是Si材料的3倍,使其具备了低漏电的优异性能。  此外,经过多轮测试与验证,森国科1200V碳化硅二级管拥有强大的抗浪涌冲击能力、抗雪崩能力,强健性和鲁棒性。较高的热性能降低了对冷却系统的需求,同时由于反向恢复时间短,可降低电磁干扰的问题。在"风、光、储、充、荷"等领域常用的电路可参考:  交错并联PFC: D5, D6:可以减小输入电流纹波和输出电容纹波电流的有效值,并提升电路的功率等级。  维也纳(VIENNA)PFC:具有谐波含量低、功率因数高、动态性能良好的特性。  IGBT续流二极管:降低开关损耗,增大开关频率。  森国科深耕集成电路领域多年,目前已与国内外多家著名的FAB厂达成紧密的合作关系。秉承着“做最合适的功率器件”的理念,致力于打造性能优越、尺寸体积可控的功率器件全系列产品,助力来自新能源汽车、充电桩、光伏逆变器、OBC、工业电源、数据电源、储能逆变器、变频驱动、快充头、适配器等多个领域的客户实现高耐压、耐高温、耐高频、低功耗、低成本的应用需求,持续赋能低碳发展。
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发布时间:2025-05-07 09:09 阅读量:277 继续阅读>>
佑风微:SiC Schottky Diode<span style='color:red'>碳化硅</span>肖特基二极管应用及产品选型
英飞凌:采用电平位移驱动器和<span style='color:red'>碳化硅</span>SiC MOSFET交错调制图腾柱5kW PFC评估板
  电子设备会污染电网,导致电网失真,威胁着供电系统的稳定性和效率。  为此,电源设计中需要采用先进的功率因数校正(PFC)电路。PFC通过同步输入电流和电压波形来确保高功率因数。通过使用PFC,电源系统可以减少失真,保持稳定高效的供电。  英飞凌新品EVAL-1EDSIC-PFC-5KW是用于5kW交错图腾柱PFC(功率因数校正)的完整系统解决方案。图腾柱PFC电路采用EiceDRIVER™ 1ED21271S65F和CoolSiC™ MOSFET IMBG65R022M1H。  测试结果显示,在230 VAC半负载条件下,功率达98.7%。  产品型号:  ■ EVAL-1EDSIC-PFC-5KW  所用器件:  ■ EiceDRIVER™ 1ED21271S65F驱动CoolSiC™ MOSFET  ■ CoolSiC™ MOSFET IMBG65R022M1H  ■ EiceDRIVER™ 2ED2182S06F驱动CoolMOS™  ■ CoolMOS™ S7 SJ MOSFET 600V IPQC60R010S7  ■ Controller:XMC™ 4200 Arm® Cortex®-M4  ■ 辅助电源:ICE2QR2280G  产品特点  采用CoolSiC™和CoolMOS™的交错图腾柱设计,由电平位移驱动器驱动1ED21271驱动  高压侧电源开关的硬件击穿保护  CCM图腾柱PFC  提高性能和稳健性  应用价值  半负载时效率高达97.8%  输入电压范围:100-240伏  固定400V输出直流电压  峰值电流限制50A  竞争优势  高压侧驱动器集成保护  高速直通保护  创新的PFC级设计  框图  应用领域  暖通空调(HVAC)  家用电器  功率变换系统  通用驱动器
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发布时间:2025-03-21 09:17 阅读量:499 继续阅读>>
安森美推出基于<span style='color:red'>碳化硅</span>的智能功率模块以降低能耗和整体系统成本
  安森美(onsemi,美国纳斯达克股票代号:ON)推出其第一代基于1200V碳化硅(SiC)金属氧化物半导体场效应晶体管(MOSFET)的SPM 31智能功率模块(IPM)系列。  与使用第7代场截止(FS7)IGBT技术相比,安森美EliteSiC SPM 31 IPM在超紧凑的封装尺寸中提供超高的能效和功率密度,从而实现比市场上其他领先解决方案更低的整体系统成本。这些IPM改进了热性能、降低了功耗,支持快速开关速度,非常适用于三相变频驱动应用,如AI数据中心、热泵、商用暖通空调(HVAC)系统、伺服电机、机器人、变频驱动器(VFD)以及工业泵和风机等应用中的电子换向(EC)风机。  EliteSiC SPM 31 IPM 与安森美IGBT SPM 31 IPM 产品组合(涵盖15A至35A的低电流)形成互补,提供从40A到70A的多种额定电流。安森美目前以紧凑的封装提供业界领先的广泛可扩展、灵活的集成功率模块解决方案。  随着电气化和人工智能应用的增长,尤其是更多AI数据中心的建设增加了能源需求,降低该领域应用的能耗变得愈发重要。在这个向低碳排放世界转型的过程中,能够高效转换电能的功率半导体发挥着关键作用。  随着数据中心的数量和规模不断增长,预计对EC风机的需求也将随之增加。这些冷却风机可为数据中心的所有设备维持理想的运行环境,对于准确、无误的数据传送至关重要。SiC IPM可确保EC风机以更高能效可靠运行。  与压缩机驱动和泵等许多其他工业应用一样,EC风机需要比现有较大的IGBT解决方案具有更高的功率密度和能效。通过改用EliteSiC SPM 31 IPM,客户将受益于更小的尺寸、更高的性能以及因高度集成而简化的设计,从而缩短开发时间,降低整体系统成本,并减少温室气体排放。例如,与使用当前IGBT功率集成模块(PIM)的系统解决方案相比,在70%负载时的功率损耗为500W,而采用高效的EliteSiC SPM 31 IPM 可使每个EC风机的年能耗和成本降低52%。  全集成的EliteSiC SPM 31 IPM 包括一个独立的上桥栅极驱动器、低压集成电路(LVIC)、六个EliteSiC MOSFET 和一个温度传感器(电压温度传感器(VTS)或热敏电阻)。该模块基于业界领先的 M3 SiC 技术,缩小了裸片尺寸,并利用SPM 31封装提高短路耐受时间(SCWT),从而针对硬开关应用进行了优化,适用于工业用变频电机驱动。MOSFET采用三相桥式结构,下桥臂采用独立源极连接,充分提高了选择控制算法的灵活性。  此外,EliteSiC SPM 31 IPM 还包括以下优势:  ▷低损耗、额定抗短路能力的 M3 EliteSiC MOSFET,可防止设备和元件发生灾难性故障,如电击或火灾。  ▷内置欠压保护(UVP),防止电压过低时损坏设备。  ▷作为 FS7 IGBT SPM 31 的对等产品,客户可以在使用相同 PCB 板的同时选择不同的额定电流。  ▷获得UL认证,符合国家和国际安全标准  ▷单接地电源可提供更好的安全性、设备保护和降噪。  ▷简化设计并缩小客户电路板尺寸,这得益于  栅极驱动器控制和保护  内置自举二极管(BSD)和自举电阻(BSR)  为上桥栅极升压驱动提供内部升压二极管  集成温度传感器(由LVIC和/或热敏电阻输出VTS)  内置高速高压集成电路
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发布时间:2025-03-18 15:15 阅读量:440 继续阅读>>
安森美将收购<span style='color:red'>碳化硅</span>JFET技术,以增强其针对人工智能数据中心的电源产品组合
罗姆半导体:<span style='color:red'>碳化硅</span>器件在新能源汽车上的设计与应用
  根据日本本土的市场数据,在碳化硅半导体市场,罗姆日本市场占有率第一,全球第五。同时在碳化硅晶圆制造技术方面也处于世界领先地位。2024年,罗姆在宫崎县国富町建立全新的碳化硅工厂,在碳化硅领域的战略目标也逐渐清晰。  罗姆从出光兴业的子公司手里,收购了其国富工厂,投资3000亿日元展开了150mm-200mm碳化硅晶圆的生产制造。而罗姆为了实现碳化硅半导体的增产计划,从2021年到2027年的7年间,将会投资5100亿日元。  预计截至2025年,仅在碳化硅半导体的企业销售额,计划增长18%,达到年销售额1300亿日元,剑指世界市场占有率30%。到2027年销售额更计划达到2700亿日元。  罗姆的底气,来自自身的产品力信心,也来自于日益增长的汽车应用市场及积极拓展该市场带来的订单。  近年来,新能源汽车持续快速增长,我国2023年产销量分别是958.7万辆和949.5万辆,同比分别增长35.8%和37.9%,已连续九年位居世界第一;新能源市场占有率达到了31.6%,同比增加5.9pct。据预测,中国新能源汽车预计今年有望达到1100万辆,全球在未来5年继续保持15%~30%的增速。  在全球汽车电动化的浪潮下,行业最关心的课题是续航里程。影响续航里程的因素有很多,包括电池容量、车身重量、电力系统的电能转化效率等。功率半导体是电能转换的核心,SiC作为第三代半导体的代表,其禁带宽度约为Si基材料的3倍,可在200℃以上的温度条件下工作;临界击穿场强约为Si基材料的10倍,耐高压能力强,可在高达3000V电压下工作;热导率约是Si基材料的3倍,散热效果更佳,可简化冷却系统;电子饱和漂移速率约是Si基材料的3倍,工作频率高,驱动功率小,损耗低。  在新能源汽车中,功率模块已从Si基IGBT为主的时代,开始逐步进入以SiC 功率器件为核心的发展阶段。SiC功率器件主要应用在电机驱动逆变器、电源转换系统(车载DC/DC)、车载充电系统 (OBC)、车载空调系统 (PTC加热器和空压缩机)等方面。  罗姆(ROHM)自2000年开始一直在推动SiC元器件的基础研究并不断完善工艺,其IDM(垂直统合型生产体系)和品质保证体系,从晶圆到芯片、封装、模组,可满足半导体厂商、模块厂商以及OEM厂商的各种各样的需求。  罗姆2010年全球量产SiC SBD和MOSFET;2021年发布了第4代的沟槽SiC MOSFET,备有不同RDS(on)的750V和1200V器件。2023年量产8英寸碳化硅衬底,2024年推出全SiC牵引功率模块产品。  罗姆第4代的SiC MOSFET技术优势:  1.在改善短路耐受时间的前提下实现业内超低导通电阻  通过进一步改进自有的双沟槽结构,成功地在改善短路耐受时间的前提下,使导通电阻比第3代产品降低约40%。作为SiC MOSFET,实现了业界超低的导通电阻。  2.通过大幅降低寄生电容,实现更低开关损耗  通过大幅降低栅漏电容(Cgd),成功地使开关损耗比第3代产品降低约50%。  3.支持15V栅源驱动电压,应用产品设计更容易  在MOSFET中,需要在器件ON时向晶体管的栅极施加一定量的电压。除了到第3代SiC MOSFET为止所支持的18V栅源驱动电压(Vgs)外,第4代SiC MOSFET还支持处理的15V栅源驱动电压,更容易可与IGBT一起用来设计驱动电路(栅极驱动电路)。
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发布时间:2024-07-26 10:14 阅读量:801 继续阅读>>
安森美加速<span style='color:red'>碳化硅</span>创新,助力推进电气化转型
  最新一代 EliteSiC M3e MOSFET 能将电气化应用的关断损耗降低多达 50%。  该平台采用经过实际验证的平面架构,以独特方式降低了导通损耗和开关损耗。  与安森美 (onsemi) 智能电源产品组合搭配使用时,EliteSiC M3e 可以提供更优化的系统方案并缩短产品上市时间。  安森美宣布计划在 2030 年前加速推出多款新一代碳化硅产品。  面对不断升级的气候危机和急剧增长的全球能源需求,世界各地的政府和企业都在为宏大的气候目标而携手努力,致力于减轻环境影响,实现可持续未来。其中的关键在于推进电气化转型以减少碳排放,并积极利用可再生能源。为加速达成这个全球转型目标,安森美推出了最新一代碳化硅技术平台EliteSiC M3e MOSFET,并计划将在2030年前推出多代新产品。  安森美电源方案事业群总裁Simon Keeton表示:“电气化的未来依赖于先进的功率半导体,而电源创新对于实现全球电气化和阻止气候变化至关重要。如果电源技术没有重大创新,现有的基础设施将无法满足全球日益增长的智能化和电气化出行需求。我们正在积极推动技术创新,计划到2030年大幅提升碳化硅技术的功率密度,以满足日益增长的能源需求,并助力全球电气化转型。”  在这一过程中,EliteSiC M3e MOSFET将发挥关键作用,以更低的千瓦成本实现下一代电气系统的性能和可靠性,从而加速普及电气化并强化实施效果。由于能够在更高的开关频率和电压下运行,该平台可有效降低电源转换损耗,这对于电动汽车动力系统、直流快速充电桩、太阳能逆变器和储能方案等广泛的汽车和工业应用至关重要。此外,EliteSiC M3e MOSFET 将促进数据中心向更高效、更高功率转变,以满足可持续人工智能引擎指数级增长的能源需求。  可信赖平台实现效率代际飞跃  凭借安森美独特的设计和制造能力,EliteSiC M3e MOSFET 在可靠且经过实际验证的平面架构上显著降低了导通损耗和开关损耗。与前几代产品相比,该平台能够将导通损耗降低30%,并将关断损耗降低多达50%1。通过延长SiC平面MOSFET的寿命并利用EliteSiC M3e 技术实现出色的性能,安森美可以确保该平台的坚固性和稳定性,使其成为关键电气化应用的首选技术。  EliteSiC M3e MOSFET 还提供超低导通电阻(RSP)和抗短路能力,这对于占据SiC市场主导地位的主驱逆变器应用来说至关重要。采用安森美先进的分立和功率模块封装,1200V M3e 裸片与之前的EliteSiC技术相比,能够提供更大的相电流,使同等尺寸主驱逆变器的输出功率提升约20%。换句话说,在保持输出功率不变的情况下,新设计所需的SiC材料可以减少20%,成本更低,并且能够实现更小、更轻、更可靠的系统设计。  此外,安森美还提供更广泛的智能电源技术,包括栅极驱动器、DC-DC转换器、电子保险丝等,并均可与EliteSiC M3e平台配合使用。通过这些安森美优化和协同设计的功率开关、驱动器和控制器的端到端一体化技术组合,可实现多项先进特性集成,并降低整体系统成本。  加速未来电源技术发展  未来十年,全球能源需求预计会急剧增加,因此提高半导体的功率密度变得至关重要。安森美正积极遵循其碳化硅技术发展蓝图,从裸片架构到新型封装技术全面引领行业创新,以此持续满足行业对更高功率密度的需求。  每一代新的碳化硅技术都会优化单元结构,以在更小的面积上高效传输更大的电流,从而提高功率密度。结合公司自有的先进封装技术,安森美能最大化提升性能并减小封装尺寸。通过将摩尔定律引入碳化硅技术的开发,安森美可以并行研发多代产品,从而加速实现其发展路线图,以在2030年前加速推出多款EliteSiC新产品。  “凭借数十年来在功率半导体领域积累的深厚经验,我们不断突破工程和制造能力的边界,以满足全球日益增长的能源需求。“安森美电源方案事业群技术营销高级总监Mrinal Das表示,”碳化硅的材料、器件和封装技术之间存在很强的相互依赖性。对这些关键环节的完全掌控,使安森美能够更好地把握设计和制造过程,从而更快地推出新一代产品。”
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发布时间:2024-07-19 11:16 阅读量:817 继续阅读>>
佑风微电子:<span style='color:red'>碳化硅</span>肖特基二极管应用及产品选型

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