综合介绍：SiC MOSFET与Si MOSFET的区别

关键要点:

・为使SiC-MOSFET获得低导通电阻，Vgs需要在18V前后，要比Si-MOSFET高。

・SiC-MOSFET的内部栅极电阻比Si-MOSFET大，因此外置Rg较小，但需要权衡浪涌保护。

 

驱动电压：

SiC-MOSFET与Si-MOSFET相比，由于漂移层电阻低，通道电阻高，因此具有驱动电压即栅极－源极间电压Vgs越高导通电阻越低的特性。下图表示SiC-MOSFET的导通电阻与Vgs的关系。

导通电阻从Vgs为20V左右开始变化（下降）逐渐减少，接近最小值。一般的IGBT和Si-MOSFET的驱动电压为Vgs=10～15V，而SiC-MOSFET建议在Vgs=18V前后驱动，以充分获得低导通电阻。也就是说，两者的区别之一是驱动电压要比Si-MOSFET高。与Si-MOSFET进行替换时，还需要探讨栅极驱动器电路。

内部栅极电阻：

SiC-MOSFET元件本身（芯片）的内部栅极电阻Rg依赖于栅电极材料的薄层电阻和芯片尺寸。如果是相同设计，则与芯片尺寸成反比，芯片越小栅极电阻越高。同等能力下，SiC-MOSFET的芯片尺寸比Si元器件的小，因此栅极电容小，但内部栅极电阻增大。例如，1200V 80mΩ产品（S2301为裸芯片产品）的内部栅极电阻约为6.3Ω。

这不仅局限于SiC-MOSFET，MOSFET的开关时间依赖于外置栅极电阻和上面介绍的内部栅极电阻合在一起的综合栅极电阻值。SiC-MOSFET的内部栅极电阻比Si-MOSFET大，因此要想实现高速开关，需要使外置栅极电阻尽量小，小到几Ω左右。

但是，外置栅极电阻还承担着对抗施加于栅极的浪涌的任务，因此必须注意与浪涌保护之间的良好平衡。

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SiC MOSFET与Si MOSFET的性能对比和应用对比说明

Si MOSFET管因为其输入阻抗高，随着其反向耐压的提高，通态电阻也急剧上升，从而限制了其在高压场合的应用。SiC作为一种宽禁代半导体器件，具有饱和电子漂移速度高、电场击穿强度高、介电常数低和热导率高等特性。深圳亿伟世科技有限公司代理的的SiC MOSFET管具有阻断电压高、工作频率高且耐高温能力强，同时又具有通态电阻低和开关损耗小等特点，是高频高压场合功率密度提高和效率提高的应用趋势。

SiC与Si性能对比

简单来说，SiC主要在以下3个方面具有明显的优势为：击穿电压强度高（10倍于Si），更宽的能带隙（3倍于Si），热导率高（3倍于Si），这些特性使得SiC器件更适合应用在高功率密度、高开关频率的场合。

SiC MOSFET性能明显优于Si MOSFET

1. 极其低的导通电阻RDS（ON），导致了极其优越的正向压降和导通损耗，更能适应高温环境下工作。

2. SiC MOSFET管具有Si MOSFET管的输入特性，即相当低的栅极电荷，导致性能卓越的切换速率。

3. 宽禁带宽度材料，具有相当低的漏电流，更能适应高电压的环境应用。