减少二氧化碳和负责任地使用电能是未来社会可持续发展的主要驱动力。碳化硅（SiC）及其优越的物理性能将节省更多的电能，并使

　　SiC半导体和经典硅之间的主要区别在于更高的带隙。这使得SiC材料的临界场强提高了10倍。因此，对于相同的阻断电压能力，SiC芯片可以做得更薄。因此，电阻和功率损耗降低。

　　此外，由于带隙较高，即使在更高的阻断电压（例如3300 V或6500 V）下，也可以生产SiCMOSFET或SiC肖特基势垒二极管。由于开关速度高，这些单极器件具有低开关损耗并可实现高开关频率。在许多应用中，较高的开关频率可提高其他系统组件（如滤波器、变压器或电机）的功率密度。因此，电力电子转换器变得更加紧凑，节省了材料和相关成本。

　　最新的SiC器件采用三菱电机的第二代SiC芯片。这些芯片在新的6英寸SiC晶圆生产线所示，第二代具有增强型平面MOSFET结构。特殊的JFET掺杂曲线可以改善特定的电阻Ron，sp，同时减小MOSFET电池的宽度，如图所示。如图所示，这种增强型平面MOSFET技术具有出色的电阻，与其他沟槽栅极结构相比具有很强的竞争力。此外，JFET掺杂降低了反向传输电容rss。该电容会影响SiC器件的开关速度。较小的Crss允许更高的开关速度，并提高了对寄生导通的鲁棒性，如下所述。

　　由于其低损耗，工业系列SiC MOSFET非常适合提高住宅太阳能逆变器的效率，并减小笨重且昂贵的无源元件的尺寸。在快速电池充电器中，SiC技术可实现更紧凑、同时高效的系统。

　　N系列SiC MOSFET采用三菱电机的第二代平面SiC技术，采用JFET掺杂。与前几代SiC技术相比，该技术具有多种优势。

　　SiC材料的高击穿场强使1200 V级功率MOSFET具有低漂移层电阻（Rdrift）。但特定导通电阻的另一个重要部分是由MOSFET结构的p阱之间的寄生JFET引起的。随着第二代SiC技术中JFET掺杂的引入，比导通电阻得到改善，使MOSFET电池更小。

　　影响MOSFET开关行为的一个重要因素是输入电容（Ciss）和反向传输电容（Crss）之间的比率。分立式SiC功率MOSFET的快速开关瞬变会导致MOSFET的寄生导通，在最坏的情况下可能导致灾难性的臂击穿故障。通过降低Crss，可实现1450 mΩ∙nC的品质因数，其定义为导通电阻和栅极漏极电荷的乘积。如图5所示，与传统器件相比，这提高了约14倍的寄生自导通鲁棒性，从而实现高开关速度并降低开关损耗。

　　不间断电源、快速充电器或可再生能源馈入等应用通常需要比之前讨论的更高的额定电流。因此，三菱电机开发了SiC功率模块，该模块还采用了第二代芯片技术[5]。这些模块为需要高电流的工业应用提供了SiC技术的优势，超出了分立器件的能力。提供1200 V和1700 V的电压等级以及高达1200 A的广泛额定电流阵容。第二代电源模块与第一代电源模块兼容，使我们的客户能够基于其现有设计更轻松地进行开发。

　　从IGBT转换为SiC MOSFET时，短路保护的设计是一个挑战，因为去饱和检测等方法不能以相同的方式应用。为了克服这些限制，RTC功能使用集成在MOSFET中的电流传感器检测短路。当检测到短路时，栅极电压会自动降低以限制电流并增加短路耐受时间。这为驱动器电路提供了足够的时间对来自RTC功能的短路信号做出反应。

　　除牵引逆变器外，辅助转换器、铁路电池充电器和DC-DC转换器尤其受益于SiC功率模块带来的开关频率提升。开关频率的增加通常允许减小无源元件（如变压器、电感器电容器）的尺寸。此外，较高的开关频率可能允许使用不同的软磁芯材料。它提供了提高效率和降低成本的潜力。

　　无锡国晶微半导体技术有限公司是宽禁带第三代半导体碳化硅SiC功率器件、氮化镓GaN光电器件以及常规集成电路研发及产业化的高科技创新型企业，从事碳化硅场效应管，碳化硅肖特基二极管、GaN继电器、单片机集成电路等产品芯片设计、生产与销售并提供相关产品整体方案设计配套服务，总部位于江苏省无锡市高新技术开发区内，并在杭州、深圳和香港设有研发中心和销售服务支持中心及办事处。

　　公司具有国内领先的研发实力，专注于为客户提供高效能、低功耗、低阻值、品质稳定的碳化硅高低功率器件及光电集成电路产品，同时提供一站式的应用解决方案和现场技术支持服务，使客户的系统性能优异、灵活可靠，并具有成本竞争力。

　　公司的碳化硅功率器件涵盖650V/2A-100A，1200V/2A-90A，1700V/5A-80A等系列，产品已经投入批量生产，产品完全可以对标国际品牌同行的先进品质及水平。先后推出全电流电压等级碳化硅肖特基二极管、通过工业级、车规级可靠性测试的碳化硅MOSFET系列产品，性能达到国际先进水平，应用于太阳能逆变电源、新能源电动汽车及充电桩智能电网、高频电焊、轨道交通、工业控制特种电源、国防军工等领域。由于其具有高速开关和低导通电阻的特性，即使在高温条件下也能体现优异的电气特性，大幅降低开关损耗，使元器件更小型化及轻量化，效能更高效，提高系统整体可靠性，可使电动汽车在续航里程提升10%，整车重量降低5%左右，并实现设计用充电桩的高温环境下安全、稳定运行。

　　特别在高低压光耦半导体技术方面更是拥有业内领先的研发团队。在国内创先设计开发了28nm光敏光栅开关PVG芯片技术，并成功量产应用于60V、400V、600V高低压、低内阻、低电容的光电耦合继电器芯片、涵盖1500kVrms SOP超小封装及3750kVrms隔离增强型常规SMD、DIP等不同封装，单路、双路、混合双路、常开常闭等电路产品，另包括200V SOI MOS/LIGBT集成芯片、100V CMOS/LDMOS集成芯片、8bit及32bit单片机等集成电路产品，均获得市场及各重点科研单位、检测机构的新产品认定。

　　公司核心研发团队中大部分工程师拥有硕士及以上学位，并有多名博士主持项目的开发。公司建立了科技创新和知识产权管理的规范体系，在电路设计、半导体器件及工艺设计、可靠性设计、器件模型提取等方面积累了众多核心技术，拥有多项国际、国内自主发明专利。

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