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瞻芯电子SiC MOSFET对比Cree/ Rohm/ Infineon产品的测试评估
发布人:陈健 发布时间:2021/09/17 点击数:206

随着芯片供应短缺延伸到碳化硅器件,越来越多的工程师面临着寻求国产SiC器件去替代国外碳化硅产品的任务,如何评价一款SiC MOSFET能够替代国外竞品变得越来越重要,瞻芯电子在该方面做出了专业细致的研究,希望这些可以帮助碰到该问题的工程师。

瞻芯电子(IVCT)是国内第一家自主研发并掌控6英寸成套SiC MOSFET工艺流程及核心单项工艺的碳化硅功率器件厂商。20209月份第一颗SiC MOSFET 1200V 80mOhm通过JEDEC认证,截至当前累计收到超过KKpcsSiC MOSFET采购需求与订单。在寻求国外品牌SiC MOSFET的国产替代厂家中,瞻芯电子是一个可靠的选择。

在考虑一款器件的时候,要明确的是器件是否通过第三方的JEDEC测试,这个是器件选用的门槛,没有明确通过JEDEC认证测试,就无法保证量产的可靠性。瞻芯电子所有量产的SiC功率器件均通过了JEDEC认证测试,部分产品正在进行AEC Q101的认证测试,目前义乌在建晶圆产线也严格按照IATF16949标准建设。除了标准的JEDEC认证测试,我们还做了一些超越JEDEC的测试,如模拟实际工况长时间高温老化后收集器件参数、体二极管双极退化实验、Vth正负压尖峰测试等,以求更全面的验证SiC器件的可靠性。

本文以瞻芯电子的IV1Q12080T3 1200V 80mOhm为例,介绍与竞品的对比测试,参考对象分别是:RohmSCT3080KLCreeC2M0080120D C3M0075120,以及InfineonIMW120R090M1H,在对比不同的品牌的SiC MOSFET中,静态参数拥有大致相同的测试条件。静态参数如下表:

上表中,工程师比较关注SiC MOSFET的负压,负压是SiC应用的难点之一,过低的负压会导致Vth向下漂移,而且体二极管的压降增加,抬高负压又会增加米勒效应误导通的风险。瞻芯电子产品建议驱动负压范围-2V-3.5V,静态驱动电压范围:+20V-5V,尖峰范围:+25V-10V(尖峰脉宽200ns以内)。SiC MOSFET应用中的另一个难点是如何应对米勒效应,而在零电压时,Cgd的值最大,米勒效应最显著,IVCTSiC MOSFET拥有较小的Rg*Cgd/Cgs@0V,在同样情况下产生的米勒尖峰就会更低,器件也更安全。

相比于静态参数,工程师更为关注的EON EOFFQrr等方面,这些数据将直接影响到器件运行温度和系统效率,但是各家规格书测试的条件均不相同,很难对比,对此瞻芯电子通过调节Rg将各家SiC MOSFET调整到相同的dv/dt di/dt上,然后将他们的损耗和瞻芯电子产品进行更为客观的对比。

EON EOFF测试电路如下图一,测试用的双脉冲板如图二(瞻芯电子可以给需要自己测试的工程师提供该测试套件),测试条件:VDC=800V,IL=20A, L= 250uH, 驱动负压-3.5V,室温,调整Ron Roff VDS在开通和关断的时候dv/dt=50V/ns

 

测试结果如图下表:

QrrTrr测试,测试条件:VDC = 800V, IL=20A ,室温调整Rondi/dt=1000A/us , 测试电路如图三,体二极管反向恢复对比波形如下图四。

体二极管的反向恢复测试数据如下表:

更详细的测试数据请联系瞻芯电子。瞻芯电子主营产品:SiC分立功率器件、SiC模块,SiC MOSFET专用驱动IC,隔离/非隔离通用驱动IC和图腾柱CCM PFC模拟控制IC。更多产品信息请看下方产品目录,欢迎广大工程师朋友申请样品。