在这篇文章中，与 ON Semiconductor 的宽禁带器件产品线经理 Brandon Becker 探讨 ON Semiconductor 的宽禁带 (WBG) 器件的扩展系列 1200 V 和 900 V N 沟道 SiC MOSFET 的使用案例和终端应用优势。
ON Semiconductor 推出了两个新系列：1200 V 和 900 V N 沟道 SiC MOSFET，扩展了其宽禁带 (WBG) 器件系列。让我们通过与 ON Semiconductor 专家的问答，进一步了解这些新的 SiC 解决方案用例以及最受益的终端应用。
问：1200 V、20mΩ 的 N 沟道 SiC MOSFET NTHL020N120SC1 的主要特性是什么？
答：NTHL020N120SC1 的设计用于在 1200V 的阻断电压 (VDSS) 下提供极低的导通损耗。此外，它被设计为以低内部栅极电阻 (Rg = 1.81Ω) 和低输出电容 (Coss = 260pF) 快速驱动。问：相较 ON Semiconductor 现有的 SiC MOSFET（在推出 NTHL020N120SC1 前），NTHL020N120SC1 有哪些改进的特性?
答：这是 ON Semiconductor 的第一代 SiC MOSFET，因此不能与以前的器件进行比较。但是，这些器件相对于市场上的其他器件具有一些优势 – 强大的氧化物性能（VGS 额定值为 + 25V/-15V），无 Vth 漂移，无体二极管漂移，高开关速度，具有 dv/dt 控制的平滑栅极驱动以及用于硬开关的强大的体二极管。问：NTHL020N120SC1 提供什么有竞争力的规格？
答：1200V SiC MOSFET 器件在市场上非常有竞争力，满足或超越大多数客户的规格。每个应用都关注不同的参数，但总的来说，我们将我们的器件设计为可快速运行，从而减少了开关和导通损耗。为此，我们实现了较低的 RDSon，并选择了低内部栅极电阻以快速开关。我们设计的器件强固耐用，具有超过 100V/ns 的快速瞬态抗扰度。
问：SiC 的优势是什么？
答：SiC 的优势在于材料本身具有比硅高 10 倍的介电击穿场强，高 2 倍的电子饱和速率，高 3 倍的热传导。系统优势是降低功率损耗，提高功率密度、工作频率、耐受的工作温度，降低 EMI，且最重要的是降低系统尺寸和成本，从而提供最高能效。
终端应用
问：有哪些终端应用将充分利用 NTHL020N120SC1 的主要特性？
答：有多种终端应用将显著得益于减少物料单 (BOM) 组件以及增加功率密度。两个尤为明显的特定应用是太阳能逆变器以及电动汽车 (EV) 充电桩。
问：为什么 SiC MOSFET 产品特别有利于太阳能逆变器和电动汽车充电桩？这些应用是否有强烈的尺寸/外形要求？如果是这样，您能告诉我们背景或需求吗？
答：大多数 PFC 级通常都很复杂，频率有限，能效从未超过 98%。使用 SiC 可以减少器件数（减少复杂性），减少无源器件，实现更好的散热以及高于 98% 的能效。
问：对更小的太阳能逆变器和充电桩有很大的需求吗？如果是，原因是什么？
答：是的。
太阳能逆变器
当前，太阳能逆变器市场领域有两个趋势。ON Semiconductor 估计占总目标市场 (TAM) 的 30%。
1) 每排面板的多个小于 20kW 的小型逆变器将直流电转换为交流电，然后馈入大型兆瓦级逆变器
1.小于 20kW 的小型逆变器通常会在 PCF 级中使用分立 SiC。对于 LLC，视乎时间表、成本和能效目标，结合使用超级结 (SJ) 和 SiC。
2.如果客户转向 SiC，则有很多优点，但是栅极驱动电压较高，因此必须重新设计电路是个缺点。
2) 一些大于 20kW 的大型逆变器会占用多排面板，而不会馈入更大的逆变器中
1.大于 20kW 的较大型逆变器通常使用电源模块。
2.以前是 IGBT 模块，然后在过去的 5 年中向混合模块（IGBT + SiC 二极管）发展，现在我们看到使用 SiC MOSFET 模块。
充电桩
充电桩有 4 级功率。1 级和 2 级是 1/3 相交流充电器。这些充电器不使用 SiC，而是使用汽车的车载充电器 (OBC) 为电池充电。3 级和 4 级的功率更高，并且在充电桩上使用 AC/DC，因此，当您连接到汽车时，它将直接为电池充电。
此外，我们将充电桩的 3 个“市场”细分如下：
1) 住宅 – 1 级或 2 级充电器
2) 商业 – 2 级或 3 级（商场、工作场所、汽车停放处）
3) 高速公路 – 3 级或 4 级（将在此处使用 SiC）
总之，充电市场特别是高功率仍在发展。在这里，由于功率高，我们看到其中大部分使用电源模块，但也看到 LLC 或次级整流级使用分立器件。