用于工业应用的宽禁带技术和创新解决方案.pdf

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1、用于工业应用的宽带隙技术和创新封装解决方案Joe GUO议程1WBG材料优点2ST SiC技术3SiC封装路线图4PowerGaN技术5PowerGaN封装6要点7问答2WBG材料优点关于宽带隙材料4高击穿电压更低的导通电阻和损耗更高的开关频率高结温能力高达200C散热能力更好降低了冷却要求硅、SiC和GaN功率半导体的定位10 W100 W1 kW10 kW100 kW1 MW1 W1 Hz10 Hz100 Hz1 kHz10 kHz100 kHz1 MHz10 MHz工作频率系统功率等级IGBT硅MOSFETSiC MOSFETGaN晶体管通过模块或并联可实现更高功率水平5ST SiC技术

2、SiC MOSFET电压范围7优化了Ron和Tj，用于电机驱动应用平衡了Ron和Qg，用于各种汽车和工业应用超高速系列，优化了Ron和Qg，用于超高频率应用Gen1Gen2Gen3用于高密度应用的高压快速开关技术12001700 V650 V,1200 V,2200 V650 V,750 V,900 V,1200 V超高压SiC将SiC技术的优势扩展到更高电压范围SiC VHV2200 V*2200 V*工业级SiC二极管系列概述8SiC二极管|低VFVRRM（V）650 V1200 V2A20ASiC二极管|低VF车规级8A40ASiC二极管|H系列抗浪涌能力强SiC二极管|H系列抗浪涌能力

3、强车规级SiC二极管|1200 VSiC二极管|1200 V车规级IFAV(A)更大的范围10ASiC MOSFET提高了品质因数901234567650 V1200 VRDS(on)x 面积(m x cm2)0246810650 V1200 VRDS(on)x Qg(m x nC)第1代第2代第3代50 m1200 V25 m1200 V14 m1200 V历代MOSFET的改进较低的Ron x 面积 若芯片尺寸一定，则Ron更低；若Ron一定，芯片尺寸越小，则可获得更高的电流能力和更低的传导损耗 在封装体积相同的功率模块中，可获得更大的功率低较的Ron x Qg 更低的开关损耗，更高的频率

4、（减少电路板）更大的功率STPOWER SiC MOSFET产品系列和应用10650 V1200 V1700 VG2G1G2G1击穿电压系列通态电阻主要应用18 m至67 m52 m至520 m25 m至75 m1 和65 mOBC&DC-DC可再生能源电源工业用驱动器DC-DC电源可再生能源OBC&DC-DC逆变器充电站工业用驱动器光伏电源750 V/900 VG3G311 m15 m至70 m牵引逆变器OBC&DC-DCHF电源牵引逆变器OBC&DC-DC高密度电源G314-55 m牵引系统OBC&DC-DC高密度电源2200 VVHV31 mDC-DC电源可再生能源SiC MOSFET开

5、关SiC Gen3 vs Gen2SiC Gen 3 MOSFET Vgs驱动18 V可获得最佳Ron，但15 V也可行121630203110152025303505010015020025018 V15 V+25%+3%Gen3 Vgs驱动Vgs推荐值：18 V驱动 15 V，可行但Rdson更高（约+25%）对开关损耗的影响不明显（Rg微调）可参考上文中特定第3代产品的示例(SCT130N120G3D8AG)典型栅极电压范围AMR推荐工作范围裕度裕度禁止禁止0 V18 V22 V25 V-5 V-10 V-11 V第2代推荐工作范围裕度裕度脉冲 1us脉冲 1us禁止禁止第3代推荐工作范

6、围裕度脉冲禁止禁止Comp 1Comp 2推荐工作范围裕度裕度禁止禁止脉冲15 V推荐工作范围裕度裕度禁止禁止Comp 3脉冲 300 ns+22 V/-10 V+22 V/-10 V+15 V/-4 V+20 V/-7 V+21 V/-4 V脉冲（静态）SiC封装路线图SiC MOSFET封装技术PowerFLAT 8x8 STD&DSCTO-LLH2PAK-7LHU3PAKACEPACK SMITHiP247（3、4，长引线）STPAK裸晶片表面贴装通孔特殊封装方案极薄（600：1000 Vrms，污染等级2为什么选择ACEPACK SMIT？特性和优势通过AQG 324认证21 ACEP