【導讀】現代工業(yè)對電力電子設備提出了很多要求：體積小、重量輕、功率大、發(fā)熱少。面對這些要求，Si MOSFET因Si材料自身的限制而一籌莫展。SiC MOSFET因SiC材料的先天優(yōu)勢開(kāi)始大顯神通。SiC MOSFET大規模商用唯一的缺點(diǎn)就是價(jià)格。
現代工業(yè)對電力電子設備提出了很多要求：體積小、重量輕、功率大、發(fā)熱少。面對這些要求，Si MOSFET因Si材料自身的限制而一籌莫展。SiC MOSFET因SiC材料的先天優(yōu)勢開(kāi)始大顯神通。SiC MOSFET大規模商用唯一的缺點(diǎn)就是價(jià)格。但隨著(zhù)良率的提升和采用更大尺寸的晶圓，SiC與Si之間的成本差距正在收窄，在整車(chē)系統總體成本反而有明顯的優(yōu)勢。SiC MOSFET替代Si MOSEFET成為越來(lái)越多的廠(chǎng)家的新選擇。
SiC MOSFET的驅動(dòng)與Si MOSFET的區別之一是驅動(dòng)電壓不同，傳統Si MOSFET驅動(dòng)只要單電源正電壓即可，而SiC MOSFET需要單電源正負壓驅動(dòng)。SiC MOSFET要替代Si MOSFET，就要解決負壓電路如何實(shí)現的問(wèn)題。
目前，SiC MOSFET多為+15/-3V與+20/-5V電壓驅動(dòng)。要在Si MOSFET單電源正壓驅動(dòng)電路中中實(shí)現負壓電路，可以在驅動(dòng)回路中增加少量元件產(chǎn)生所需要的負壓，如需要+15/-3V的驅動(dòng)電壓，則單電壓需要提供+18V即可，具體有如下兩種方案可以實(shí)現。
方案一：
用+14V左右的穩壓管Z1加上Z2管正向導通壓降，在開(kāi)通時(shí)候將電壓穩定在+15V左右，這樣在開(kāi)關(guān)管導通時(shí)電容C10上就會(huì )有3V壓降；開(kāi)關(guān)管關(guān)斷時(shí)候，驅動(dòng)芯片內部下管導通加在GS上的電壓為-3V。
圖1
方案二：
用3V的穩壓管Z1穩定驅動(dòng)用的負壓，開(kāi)通的時(shí)候電容C10上穩定3V電壓，則驅動(dòng)正壓就保持為15V，關(guān)斷時(shí)候加在GS上電壓就是電容C10的電壓為-3V
圖2
方案一和方案二的驅動(dòng)波形如下：
圖3：方案一驅動(dòng)波形
圖4：方案二驅動(dòng)波形
從上述兩張驅動(dòng)波形圖可以看出：兩個(gè)方案均能使用極少的元件實(shí)現所需要的驅動(dòng)負壓，但是器件第一次工作前均為0V，不能在常關(guān)狀態(tài)下保持穩定負壓，容易被干擾誤開(kāi)通。針對這一問(wèn)題，可以通過(guò)增加一個(gè)電阻R1上拉，在上電后就預先給電容C10進(jìn)行預充電穩壓在3V，就可以實(shí)現未工作時(shí)保持負壓，如圖5.
圖5
綜上，在單電源供電的情況下，只需要對電路進(jìn)行微小的調整，即可實(shí)現SiC MOSFET替代Si MOSFET。
派恩杰已量產(chǎn)650V-1700V電壓平臺SiC MOSFET，產(chǎn)品由30年車(chē)規歷史的SiC代工廠(chǎng)X-FAB生產(chǎn)制造，符合車(chē)規標準，在光伏、新能源汽車(chē)等應用領(lǐng)域均可替代Si MOSFET和IGBT。
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