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          具有快速開關(guān)和低VCESAT的1200V碳化硅雙極性晶體管

          作者: 時間:2012-06-13 來源:網(wǎng)絡(luò) 收藏



          圖3 額定電流15 A的1200 V SiC BJT的電流增益、和VBESAT

          圖4顯示了15A SiC BJT在IC=12 A和800 V及150℃下的測量值,其結(jié)果是VCE上升和下降時間在10ns-30ns范圍內(nèi)。即便在150℃下,關(guān)斷性能也無拖尾電流,因為SiC BJT的存儲電荷非常少,可以推動SiC BJT進入深度飽和,而無損耗。在通態(tài)(on-state)期間,SiC BJT的快速是由于基區(qū)和集電區(qū)中存儲的自由載流子電荷較少,所以可以忽略對開關(guān)性能的影響。開關(guān)速度只受寄生的基極-集電極和基極-發(fā)射極電容控制,因此證明了開關(guān)速度和開關(guān)功率損耗極可能與溫度無關(guān)。


          圖4 在T=150 C與IC=12 A和VCE=800 V下,導(dǎo)通(左)和關(guān)斷(右)的開關(guān)測量數(shù)值

          為了實現(xiàn)快速開關(guān),在導(dǎo)通(turn-on)和關(guān)斷(turn-off)期間,使用提供高動態(tài)基極電流的驅(qū)動電路是非常重要的。圖4中的開關(guān)波形包含了不需要的振蕩,它的產(chǎn)生是因為TO-247封裝和測試電路中的寄生電感。通過把SiC BJT芯片封裝在具有最小電感的電源模塊中,并分開用于驅(qū)動電路和發(fā)射極間連接的引腳,可以獲得改進的開關(guān)性能。

          飛兆與Danfoss Silicon Power和德國基爾應(yīng)用科學(xué)大學(xué)(University of Applied Sciences Kiel)合作,研制了具有多個并行BJT芯片的原型電源模塊。原型電源模塊包含了兩個引線,有六個并行聯(lián)接的50 A SiC BJT芯片和六個反向并聯(lián)的50 A SiC肖特基(Schottky)二極管芯片。該電源模塊的尺寸為61 mm x 49 mm,采用環(huán)氧樹脂封裝,采用銀燒結(jié)貼片技術(shù)。圖5顯示了單引線SiC BJT模塊的IC-VCE 特性曲線。在IC=300 A下,正向壓降只有1.0 V。



          圖5 使用六個平行50 A 1200 V BJT芯片,采用環(huán)氧樹脂封裝的原型電源模塊的單引線IC-VCE特征曲線

          來自SiC BJT的外部器件評估結(jié)果是肯定的。仿真結(jié)果表明,假如可以用SiC BJT 取代Si IGBT,在PV逆變器中使用器件,升壓轉(zhuǎn)換器的開關(guān)頻率可以從16 kHz提高到64kHz,而不會增加總的功率損耗。使用SiC BJT和SiC肖特基二極管的完全基于SiC的電源模塊技術(shù),對于光伏逆變器和高端馬達驅(qū)動,能夠提高效率和增加開關(guān)頻率。我們提供驅(qū)動電路指南和應(yīng)用指南以支持SiC BJT技術(shù),為客戶提供改進能源效率的解決方案。也提供采用特殊金屬TO-258封裝的SiC BJT,目標為高溫電力電子設(shè)備應(yīng)用,比如石油和天然氣鉆探及航空。

          本文引用地址:http://www.ex-cimer.com/article/186244.htm

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