沟槽栅、冷切割 、XT…..2023年度英飞凌碳化硅直播季首场直播回顾

IPAC | 2023年度英飞凌碳化硅直播季第一场直播于5月23日顺利结束。直播中英飞凌的三位工程师与大家探讨了CoolSiCTM沟槽栅MOSFET的设计理念、高性能封装互联方案.XT、冷切割技术与应用。直播时间有限,未能回答全部观众问题,在此针对一些遗漏问题进行回答。如果大家还有任何问题,欢迎在文末留言,我们会及时回复。



碳化硅阈值电压漂移的问题怎么解决的

答:阈值漂移,本质上是栅极氧化层中的缺陷,捕获了不该属于它的电子,氧化层中电子日积月累,就会造成阈值降低。所以要规避这种现象,芯片设计中要改善氧化层的质量。M1H就是改善了氧化层的质量,实现了方形门极电压操作曲线,也就是说不管什么开关频率,都可以使用负压下限-10V了。



我看到1700V 的SiC 管子做到12V驱动电压了,是能完什么做到这么低还保证阈值 电压的呢

答:目前英飞凌1700V SiC MOSFET主要面向应用是辅助电源,12V驱动电压主要是为了和大部分反激式控制器兼容。也可以采用15V的驱动电压主,如果用15V驱动,导通损耗会更低。

英飞凌的SiC MOS不需要负压吧

答:如果单纯的从抑制寄生导通的角度看,对于一个设计良好的电路,英飞凌SiC MOSFET是不需要用负压关断的。但是负压对关断损耗有影响,具体可参见如下文章:

如何选取SiC MOSFET的Vgs门极电压及其影响

Cox是什么电容,和cgs, cgd有啥关系

答:下图是IGBT内部的寄生电容示意图,MOSFET同理。可以看到Cox是多晶硅栅极对衬底的电容,以栅极氧化层为介质,包括下图中的C2,C3,C4。其中,C3,C4是输入电容Cge的一部分,C2是Cgc的一部分。沟道电阻的公式中出现的Cox特指C3。



电荷集中在沟槽附近,特别是弯曲率高的地方,INFINEON做了什么补救措施?

答:英飞凌采用非对称沟槽栅结构,沟槽的一侧设有深P阱,P阱包围沟槽倒角,可以大大舒缓电场在沟槽倒角处的聚集。

更多关于非对称沟槽栅结构的信息,请参考下面文章。


SiC MOSFET真的有必要使用沟槽栅吗?

SiC MOS TDDB失效的优化方案有专题吗

答:可参考如下文章

工业级SiC MOSFET 栅级氧化层可靠性

动态HTGB和稳态HTGB对比,哪一个更严格

答:如果动态HTGB是指GSS-Gate switching stress,那么GSS与HTGB考查的是不同维度的内容,GSS考查的是SiC MOSFET在多次开关周期后阈值的漂移程度,而HTGB考查的是长期的栅极偏压应力下栅氧化层的退化程度。两者对于评估SIC MOS的可靠性来说都是不可或缺的,不存在哪一个更严格。

能不能出一期关于可靠性寿命的主题

答:英飞凌于2020年就推出了关于碳化硅器件可靠性白皮书How Infineon controls and assures the reliability of SiC based power semiconductors,中文版阅读请点击:英飞凌如何控制和保证基于 SiC 的功率半导体器件的可靠性

最后,大家不要忘记报名哦~

碳化硅直播季第二期6月20日,我们不见不散!




碳化硅直播季主持人:

英飞凌科技大中华区零碳工业功率事业部 应用工程师 孙辉波

时间:6月20日下午14:00

话题:好马要有好鞍配,
 -- 详解SiC驱动和并联的关键技术

直播嘉宾:

英飞凌科技大中华区零碳工业功率事业部 高级应用工程师 郑姿清

英飞凌科技大中华区零碳工业功率事业部 高级应用工程师 赵佳

 

在从Si到SiC的应用转化中,因为SiC的高速开关特性、特殊的器件结构、较低的短路耐量,使得SiC系统的驱动及保护设计都面临很大挑战。 如何更好地设计SiC MOSFET驱动及保护电路, 在高性能功率转换应用场合实现效率、功率密度和稳健性的最佳组合?

 

好马要有好鞍配,让我们一起详解SiC短路保护和并联的关键技术

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参考来源

英飛凌: https://www.infineon.com/cms/cn/

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