SiC是甚么？SiC-MOS管与Si-MOS管的区分-KIA MOS管
信息来历：本站 日期：2021-06-23
SiC--碳化硅，是比拟新的半导体资料。先来领会一下它的物理特点和特点。
SiC是由硅(Si)和碳(C)构成的化合物半导体资料。其连系力很是强，在热、化学、机器方面都很是不变。SiC存在各类多型体（多晶型体），它们的物理特点值各有差别。4H-SiC最合用于功率元器件。
下表为Si和近几年常常听到的半导体资料的比拟。
表中黄色高亮局部是Si与SiC的比拟。蓝色局部是用于功率元器件时的首要参数。如数值所示，SiC的这些参数颇具上风。
别的，与其余新资料差别，它的一大特点是元器件建造所需的p型、n型节制规模很广，这点与Si不异。基于这些上风，SiC作为超出Si限定的功率元器件用资料备受等候。
Si和C是1对1的比例连系的Ⅳ-Ⅳ族化合物半导体
以Si和C的原子对为单元层的最密聚积机关
存在各类多型体，且4H-SiC最合用于功率元器件
连系力很是强 → 热、化学、机器方面不变
热不变性 ：常压状况下无液层，2000℃升华
机器不变性：莫氏硬度（9.3），可以或许媲美钻石（10）
化学不变性 ：对大局部酸和碱具备惰性
SiC比Si的绝缘击穿场强高约10倍，可耐600V～数千V的高压。此时，与Si元器件比拟,可进步杂质浓度，且可以或许使膜厚的漂移层变薄。高耐压功率元器件的电阻成份大多是漂移层的电阻，阻值与漂移层的厚度成比例增添。
因为SiC的漂移层可以或许变薄，以是可建造单元面积的导通电阻很是低的高耐压元器件。实际上,只需耐压不异，与Si比拟,SiC的单元面积漂移层电阻可低至1/300。
Si 功率元器件为改良高耐压化发生的导通电阻増大题目，首要利用IGBT（绝缘栅极双极晶体管）等大都载流子元器件（双极元器件）。但因为开关消耗大而具备发烧题目，完成高频驱动存在边界。
因为SiC能使肖特基势垒二极管和MOSFET等高速大都载流子元器件的耐压更高，是以可以或许同时完成 “高耐压”、“低导通电阻”、“高速”。
此时，带隙是Si的约3倍，可以或许在更高温度下使命。此刻，受封装耐热性的限制可保障150℃～175℃的使命温度，但跟着封装手艺的成长将能到达200℃以上。
SiC-MOS管的驱动与Si-MOS管的比拟中应当注重的两个关头要点。
SiC-MOSFET与Si-MOSFET比拟，因为漂移层电阻低，通道电阻高，是以具备驱动电压即栅极－源极间电压Vgs越高导通电阻越低的特点。下图表现SiC-MOSFET的导通电阻与Vgs的干系。
导通电阻从Vgs为20V摆布起头变更（降落）逐步削减，靠近最小值。普通的IGBT和Si-MOSFET的驱动电压为Vgs=10～15V，而SiC-MOSFET倡议在Vgs=18V前后驱动，以充实取得低导通电阻。
也便是说，二者的区分之一是驱动电压要比Si-MOSFET高。与Si-MOSFET停止替代时，还须要切磋栅极驱动器电路。
SiC-MOSFET元件自身（芯片）的外部栅极电阻Rg依靠于栅电极资料的薄层电阻和芯片尺寸。若是是不异设想，则与芯片尺寸成正比，芯片越小栅极电阻越高。
划一才能下，SiC-MOSFET的芯片尺寸比Si元器件的小，是以栅极电容小，但外部栅极电阻增大。比方，1200V 80mΩ产物（S2301为裸芯片产物）的外部栅极电阻约为6.3Ω。
这不只范围于SiC-MOSFET，MOSFET的开关时候依靠于外置栅极电阻和下面先容的外部栅极电阻合在一路的综合栅极电阻值。
SiC-MOSFET的外部栅极电阻比Si-MOSFET大，是以要想完成高速开关，须要使外置栅极电阻尽可能小，小到几Ω摆布。
可是，外置栅极电阻还承当着匹敌施加于栅极的浪涌的使命，是以必须注重与浪涌掩护之间的杰出均衡。
关头要点:
为使SiC-MOSFET取得低导通电阻，Vgs须要在18V前后，要比Si-MOSFET高。
SiC-MOSFET的外部栅极电阻比Si-MOSFET大，是以外置Rg较小，但须要衡量浪涌掩护。
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