高效率當然是一個優(yōu)點，但有時“高”的說法并不準確，例如：家用電子設(shè)備散發(fā)出“較高”的熱量，可以減輕您的中央供暖工作在寒冷氣候中的工作量，或許能從能源使用和成本上得到好處，也可能會采用效率較低的鍋爐。當你需要暖和的時候，如果你把白熾燈形容為“更高”，它可以在您需要溫暖時成為非常高效的加熱器。過去，功率轉(zhuǎn)換器的效率提高是很難實現(xiàn)和測量的。而SiCFET則可以保證使所有的設(shè)計都得到改進。

另一些用戶確實看到了巨大的好處。在熱帶和亞熱帶，“更高”的熱量會增加空調(diào)的工作量，從而增加成本。比如數(shù)據(jù)中心目前消耗的電量占全球電力需求的1%以上，而每個百分比的能效提高都代表巨大的成本節(jié)省和減少環(huán)境影響。有時候，效率“更高”會達到“臨界點”，從該點開始，好處會成倍增加。以電動車為例，改進意味著功率轉(zhuǎn)換器更小更輕，從而會導(dǎo)致能量需求更小，單次充電行駛里程更長。

因此，工程師們對于提高幾個小數(shù)點的能效有著不懈的追求，他們常常要判斷冒險采用有望帶來一點改進卻不熟悉的新拓撲設(shè)計，能否在某些任意時間尺度上帶來總體擁有成本降低。在提高效率時，工程師們還要安慰自己，還有一種提高更困難，如果效率已經(jīng)達到99.5%左右，則在測量功率輸入和輸出時，一個已經(jīng)很好的±0.1%誤差就可能意味著計算得到的損耗會比實際損耗多或少40%。如果輸入功率為交流電，有失真，且功率因數(shù)不夠完美，同時直流功率輸出具有殘余噪聲分量，可讓數(shù)字式電壓表出錯，則情況還會變得更差。現(xiàn)在普遍借助測熱法來測量實際熱放出，而不是根據(jù)電子器件測量值進行推測。

圖1.即使±0.1%的測試設(shè)備準確率誤差也會讓高效率下的效率測量準確性產(chǎn)生很大的變化

一個可提高功率轉(zhuǎn)換器效率且風險相對較低的選擇是僅改進現(xiàn)有設(shè)計中的半導(dǎo)體。基于MOSFET的轉(zhuǎn)換器可以升級為使用導(dǎo)通電阻較低的較新器件，也許新器件對開關(guān)能量的要求也較低，并適當考慮電磁發(fā)射的變化。然而，要利用SiCMOSFET或GaNHEMT單元等最新的寬帶隙器件，就必須對電路進行較大的更改，尤其是對柵極驅(qū)動。如果現(xiàn)有電路是基于IGBT的，則您要完全從頭設(shè)計才能利用寬帶隙器件。

柵極驅(qū)動與電壓等級有關(guān)，為了實現(xiàn)全面增強，SiCMOSFET需要開態(tài)驅(qū)動，它會顯著高于Si-MOSFET的驅(qū)動，并有接近器件絕對最大額定值的危險，必須謹慎地進行限制。開態(tài)和關(guān)態(tài)之間的高壓擺也需要一定的驅(qū)動功率，因為在每個周期內(nèi)柵極電容都會充電和放電。另外，閾值電壓是可變的并有遲滯現(xiàn)象，從而使得最佳柵極驅(qū)動難以實現(xiàn)。某種方面來說，GaNHEMT單元完全相反，它的柵極閾值電壓和絕對最大值非常低，因而也必須謹慎控制驅(qū)動電路，避免過應(yīng)力和故障。

如果功率轉(zhuǎn)換器電路需要反向?qū)щ娀虻谌笙迣?dǎo)電，則SiCMOSFET中體二極管的特征十分重要，可能會由于顯著的恢復(fù)能量和前向壓降而導(dǎo)致過多損耗。GaN器件沒有體二極管，并通過溝道反向?qū)щ姡窃谕ㄟ^柵極驅(qū)動有效增強溝道前，在死區(qū)時間內(nèi)會有高壓降。如果柵極電壓在關(guān)態(tài)時為負，則“整流”期間的壓降會更高。

想要面面俱到就要考慮使用SiCFET，它是Si-MOSFET和SiCJFET的共源共柵結(jié)合的產(chǎn)物。該器件有Si-MOSFET的簡單非臨界柵極驅(qū)動，但是性能表征RDS（on）xA和RDS（on）xEOSS比SiCMOSFET和GaNHEMT單元好。它有固有且穩(wěn)健的雪崩能力和自限制短路電流，且體二極管效應(yīng)類似于具有前向壓降并能快速恢復(fù)的低壓Si-MOSFET。這就意味著，SiCFET通常能直接插入Si-MOSFET插槽甚至IGBT插槽，從而提高效率。無法控制SiCFET的速度，以便像其他技術(shù)一樣，通過調(diào)節(jié)柵極驅(qū)動電阻限制電磁干擾和應(yīng)力，但對這些超快的器件，與器件簡單并聯(lián)運行的小型緩沖電路可以有效地限制過沖和振鈴。在更換IGBT后，開關(guān)頻率得到了提高，并且沒有不適當?shù)卦斐蓜討B(tài)損耗，因此，在小型、輕便、廉價的磁性元件中帶來的好處。