英飛凌新發(fā)布了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。Gen2SiC性價(jià)比提高了15%，是各種工業(yè)應(yīng)用的理想之選。

G2主要有以下幾方面優(yōu)勢：

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），開關(guān)損耗得到了顯著改善，是SiC市場上最優(yōu)秀的產(chǎn)品之一。

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

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

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

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

更低的優(yōu)值使得G2開關(guān)損耗更低。因此，在高開關(guān)頻率條件下，G2的電流能力更加出眾，性能優(yōu)于G1和同類競爭對(duì)手。

更好的熱性能

CoolSiC MOSFET G2的最大工作結(jié)溫從過去的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，可以在過載條件下進(jìn)行開發(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)

測試實(shí)例

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

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及競爭對(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℃，比最惡劣的competitor 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)域的客戶帶來了巨大優(yōu)勢。與前幾代產(chǎn)品相比，采用CoolSiC G2的電動(dòng)汽車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)汽車的續(xù)航里程。在可再生能源領(lǐng)域，采用CoolSiC G2的太陽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。