概要

SiCスイッチのデータシートを比較するのは難しい場合があります。 SiC MOSFETは、オン抵抗の温度係数が低いという利点があるように見えますが、これは、Qorvo SiC FETと比較して基礎となる損失が高く全体的に効率が低いことを示しています。正しく比較するには、同じ電圧定格、メーカーの推奨ゲート駆動電圧、同じ接合部温度とドレイン電流、同じパッケージの部品を比較する必要があります。

SiC MOSFETの抵抗は、そのチャネル抵抗によって支配されます

SiC MOSFETのRDS(ON)温度係数の低い値は、実際には、より深い影響が発生していることを示しています。 MOSFETとJFETは、基板、ドリフト層、JFET領域、チャネルなど、さまざまな領域を電子が流れる「シングルキャリア」デバイスです。650VSiCMOSFETでは、反転チャネルが総抵抗を支配し、実際には温度とともに減少します。チャネル抵抗は(自由キャリアの数x電子反転層の移動度)に反比例し、温度が上昇すると、しきい値電圧が低下し、チャネル内の自由キャリアの数が増加するため、抵抗が減少します。

この効果は、残りのデバイス領域の正の温度係数、つまりJFET、ドリフト層、および基板抵抗によって相殺され、わずかな正味の正のTc値を生成します。 SiC JFETには、JFET、ドリフト層、および基板の正の温度係数を相殺するための反転チャネルはありません。一方、低電圧Si MOSFETは、オン抵抗全体のごく一部にすぎず、SiC MOSFETよりもTc値が高いことを説明していますが、非理想的なSiC反転層に関連する損失も存在しないことがわかります(図1)。

SiC FETは全体的な伝導損失が低い

絶対値を見てみると、決定的なことがわかります。図2 に示すように、650/750V デバイスの RDS(ON)を比較すると、Qorvo SiC FET は 25°C で SiC MOSFET の約3分の1 の比オン抵抗で開始し、150°C でも 2倍近く向上し、同じアクティブ ダイ面積では伝導損失が約半分になります。

正味の効果は、Qorvo SiC FETとRDS(ON)の健全な正の温度係数により、全体的な伝導損失が低くなり、セルと並列デバイス間で効果的な電流共有が保証されることです。 比較が有効であることを確認し、影響の背後にあるメカニズムを理解することは明らかに有益です。それは、実際に重要なこと、つまり全体的な損失の低減を明らかにすることができます。

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