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第三代半导体碳化硅器件的性能优势

发布时间:2022-05-05 分享

碳化硅

碳化硅MOS等碳化硅功率器件,与Si基IGBT相比,可以有更低的导通电阻,这体现在产品上,即尺寸减小,从而减小体积,开关速度快.与传统功率器件相比,大大降低。

在电动汽车领域,电池重量重、价值高。如果在使用碳化硅器件时能够降低功耗和体积,电池的排列会更加灵活;同时,碳化硅在高压直流充电桩中的应用将大大缩短充电时间,带来巨大的社会效益。

SiC MOS 与 Si 功率器件的比较

根据Cree提供的计算:纯电动汽车BEV逆变器中的功率元件改为碳化硅后,整车功耗可降低5%-10%;这样可以提高电池寿命或降低动力电池的成本。

综上所述,碳化硅器件的各项优势将带动电动汽车续航的提升:

1)功率转换效率高:碳化硅是宽能隙材料,其击穿场强比硅基半导体材料大,更适合大功率应用场景;

2)功率利用效率高:碳化硅是宽能隙材料,其击穿场强大于硅基半导体材料,更适合大功率应用场景;

3)无效热耗低:开关频率高,速度快,降低了无效热耗,简化了电路和散热系统。

2019年,国际功率半导体巨头不断推出基于碳化硅材料的新型功率器件,推出的多款碳化硅SBD和MOSFET均符合车规级(AEC-Q101)标准。这些产品应用于新能源汽车或光伏等功率器件需求场景,将显着降低功耗,提高转换效率。