碳化硅mos管的基本結(jié)構(gòu),應(yīng)用詳解-KIA MOS管

碳化硅mos管基本結(jié)構(gòu)

碳化硅mos管（金屬氧化物半導(dǎo)體場效應(yīng)晶體管）是第三代半導(dǎo)體材料電力電子器件，三個(gè)腳分別為柵極（G），漏極（D）和源極（S）。碳化硅MOS為電壓型控制器件，具有耐高溫，開關(guān)速度快，工作頻率高等特點(diǎn)。

碳化硅MOSFET主要由柵極（Gate）、源極（Source）、漏極（Drain）和通道（Channel）組成。其中，柵極用于控制MOSFET的導(dǎo)通與關(guān)斷，源極和漏極分別是MOSFET的輸入和輸出端，通道則是源極和漏極之間的導(dǎo)電路徑，由碳化硅材料構(gòu)成。

碳化硅MOS主要有兩種結(jié)構(gòu)：平面結(jié)構(gòu)和溝槽結(jié)構(gòu)。

平面碳化硅MOS結(jié)構(gòu)的特點(diǎn)是工藝簡單，單元的一致性較好，雪崩能量比較高。但是，這種結(jié)構(gòu)的中間，N區(qū)夾在兩個(gè)P區(qū)域之間，當(dāng)電流被限制在靠近P體區(qū)域的狹窄的N區(qū)中流過時(shí)，將產(chǎn)生JFET效應(yīng)（通過外加電壓調(diào)節(jié)PN結(jié)的寬度來控制電流的流動(dòng)，從而控制漏極和源極之間的電阻。（反向偏壓，高阻態(tài)；正向偏壓，低阻態(tài)。）），從而增加通態(tài)電阻；同時(shí)，這種結(jié)構(gòu)的寄生電容也較大。

溝槽型碳化硅MOS的結(jié)構(gòu)將柵極埋入基體中，形成垂直的溝道，由于要開溝槽，工藝變得復(fù)雜，單元的一致性、雪崩能量比平面結(jié)構(gòu)差。但是，由于這種結(jié)構(gòu)可以增加單元密度，沒有JFET效應(yīng)，溝道晶面實(shí)現(xiàn)最佳的溝道遷移率，導(dǎo)通電阻比平面結(jié)構(gòu)要明顯的降低；同時(shí)寄生電容更小，開關(guān)速度快，開關(guān)損耗非常低，因此新一代的結(jié)構(gòu)都研究和采用這種結(jié)構(gòu)。

碳化硅mos管的應(yīng)用

新能源充電樁

碳化硅MOSFET在充電樁電源模塊中可實(shí)現(xiàn)更高功率密度和效率，例如800V平臺充電模塊采用30-40kW雙向充放電技術(shù)，支持V2G/V2H功能。

光伏逆變器

應(yīng)用于光伏電站中，替代傳統(tǒng)硅基器件后可提升系統(tǒng)效率約20%，并縮小濾波器、變壓器等組件尺寸，適配高功率密度設(shè)計(jì)需求。

新能源汽車

在車載電源系統(tǒng)中實(shí)現(xiàn)更高功率密度和熱管理技術(shù)，例如將碳化硅模組應(yīng)用于新能源汽車空調(diào)、OBC（車載充電器）等產(chǎn)品。

工業(yè)電源與電機(jī)驅(qū)動(dòng)

適用于工業(yè)電源系統(tǒng)和電機(jī)驅(qū)動(dòng)控制，可降低導(dǎo)通損耗并提高系統(tǒng)穩(wěn)定性。

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