在功率半導(dǎo)體領(lǐng)域，英飛凌最新推出的CoolSiC MOSFET Gen2系列產(chǎn)品，單管有D2PAK-7L表貼式和TO-247-4HC高爬電距離通孔式兩種封裝形式。與上一代產(chǎn)品相比，英飛凌全新的CoolSiC MOSFET 650V和1200V Gen2技術(shù)在確保質(zhì)量和可靠性的前提下，進(jìn)一步提升了MOSFET的主要性能指標(biāo)，擁有更高的效率和功率密度。Gen2 SiC性價(jià)比提高了15%，以其卓越的性能和可靠性，成為工業(yè)應(yīng)用的全新標(biāo)桿。

無(wú)論是光伏、儲(chǔ)能、電動(dòng)汽車(chē)充電，還是電機(jī)驅(qū)動(dòng)和工業(yè)電源，CoolSiC Gen2都能為客戶帶來(lái)顯著的效率提升和成本優(yōu)化。那么，這一代產(chǎn)品究竟有哪些亮點(diǎn)？讓我們一探究竟！

G2主要有以下幾方面優(yōu)勢(shì)：

業(yè)界最低Rdson*A

單位面積電阻Rdson*A是評(píng)價(jià)SiC MOSFET技術(shù)先進(jìn)程度的重要性能指標(biāo)。CoolSiC Gen2采用英飛凌獨(dú)特的非對(duì)稱(chēng)溝槽柵結(jié)構(gòu)，采用特殊晶面取得最低的界面態(tài)密度和氧化層陷阱，保證最高的溝道載流子遷移率，從而盡可能降低導(dǎo)通電阻，非對(duì)稱(chēng)的深P阱形成增強(qiáng)型體二極管，增強(qiáng)了體二極管的抗浪涌能力。G2在G1的基礎(chǔ)上，進(jìn)一步縮小了元胞尺寸，同時(shí)優(yōu)化了縱向結(jié)構(gòu)及摻雜形貌，單位面積導(dǎo)通電阻業(yè)界最低，單芯片最低可達(dá)7mΩ。導(dǎo)通電阻Rdson范圍更寬，7mΩ到78mΩ之間共有9檔產(chǎn)品，同時(shí)檔位劃分更加細(xì)膩。

更低的損耗

CoolSiC G2通過(guò)改進(jìn)元胞結(jié)構(gòu)，優(yōu)化寄生電容，展現(xiàn)了卓越的優(yōu)值系數(shù)（FOM），開(kāi)關(guān)損耗得到了顯著改善，是SiC市場(chǎng)上最優(yōu)秀的產(chǎn)品之一。

?FOM：RDSON*Qg，更低的優(yōu)值帶來(lái)更低的驅(qū)動(dòng)電路損耗

?FOM：RDSON*QGD，更低的優(yōu)值在硬開(kāi)關(guān)應(yīng)用中帶來(lái)更低損耗

?FOM：RDSON*Eoss，更低的優(yōu)值在輕載工況中帶來(lái)更低的損耗

?FOM：RDSON*QOSS，更低的優(yōu)值在軟開(kāi)關(guān)應(yīng)用中帶來(lái)更低損耗。

更低的優(yōu)值使得G2開(kāi)關(guān)損耗更低。因此，在高開(kāi)關(guān)頻率條件下，G2的電流能力更加出眾，性能優(yōu)于G1和同類(lèi)競(jìng)爭(zhēng)對(duì)手。

更好的熱性能

CoolSiC MOSFET G2的最大工作結(jié)溫從過(guò)去的175攝氏度提高到了200攝氏度，可以在200℃的結(jié)溫下累計(jì)運(yùn)行100小時(shí)，這意味著客戶有了更大的結(jié)溫裕量，可以在過(guò)載條件下進(jìn)行開(kāi)發(fā)設(shè)計(jì)，這是上一代產(chǎn)品所不能做到的。

除了芯片性能的改進(jìn)，CoolSiC MOSFET 1200 V G2單管產(chǎn)品全線采用了改進(jìn)的.XT擴(kuò)散焊。.XT采用擴(kuò)散焊技術(shù)，與標(biāo)準(zhǔn)焊接相比，極大程度地降低了焊料層厚度，降低了結(jié)殼熱阻。與標(biāo)準(zhǔn)焊接技術(shù)相比，G2改進(jìn)的.XT互聯(lián)技術(shù)能夠降低30%的熱阻，與G1 .XT技術(shù)相比，G2改進(jìn)的.XT擴(kuò)散焊可以降低7%的熱阻。

更高的可靠性

在進(jìn)一步降低導(dǎo)通電阻的同時(shí)，G2依然保留了短路能力。G2單管產(chǎn)品保證2us的短路時(shí)間，精心調(diào)制退飽和電路能夠使得器件2us之內(nèi)關(guān)斷，從而使系統(tǒng)運(yùn)行更可靠。

很小的VGS(th)和傳輸特性的離散性以及較低的負(fù)溫度系數(shù)，可增強(qiáng)并聯(lián)操作的可靠性和易用性

增強(qiáng)的抗寄生導(dǎo)通能力，增強(qiáng)了對(duì)抗米勒效應(yīng)的可靠性，允許單極驅(qū)動(dòng)(0V柵極電壓)

測(cè)試實(shí)例

使用G1 IMZA120R030M1H和G2 IMZC120R026M2H以及同等級(jí)的競(jìng)爭(zhēng)產(chǎn)品，在solar boost拓?fù)渲袑?shí)測(cè)進(jìn)行，diode D1選取1200V肖特基二極管，測(cè)試條件如下表所示。

Test Conditions (Buck mode)

fsw = 60 kHz

RG = 2.3 Ω, VGS = -3/18V

VDC = 780 V

Duty = 60 %

IDCmax = 21 A

Tamb = 25°C, Fan cooling

從測(cè)試結(jié)果可以看出，G2 IMZC120R026M2H最高效率可達(dá)99.09%，優(yōu)于G1及競(jìng)爭(zhēng)對(duì)手。在保持最高效率的同時(shí)，G2 IMZC120R026M2H最高結(jié)溫也僅有73.4℃，比最?lèi)毫拥腸ompetitor 3的112.5℃低了將近40℃。

總結(jié)

CoolSiC MOSFET 1200V G2技術(shù)領(lǐng)先于業(yè)界，是速度更快、損耗更小、散熱更好且更加耐用可靠的器件。這為光伏、儲(chǔ)能、直流電動(dòng)汽車(chē)充電、電機(jī)驅(qū)動(dòng)和工業(yè)電源等功率半導(dǎo)體應(yīng)用領(lǐng)域的客戶帶來(lái)了巨大優(yōu)勢(shì)。與前幾代產(chǎn)品相比，采用CoolSiC G2的電動(dòng)汽車(chē)直流快速充電站最高可減少10%的功率損耗，并且在不影響外形尺寸的情況下實(shí)現(xiàn)更高的充電功率。基于CoolSiC G2器件的牽引逆變器可進(jìn)一步增加電動(dòng)汽車(chē)的續(xù)航里程。在可再生能源領(lǐng)域，采用CoolSiC G2的太陽(yáng)能逆變器可以在保持高功率輸出的同時(shí)實(shí)現(xiàn)更小的尺寸，從而降低每瓦成本。

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