Fa'aalia o le Fuafuaga ma le Gafatia o Sipa Silicon Carbide (SiC): Mai Mea Fa'avae i le Fa'aoga

O Silicon Carbide (SiC) MOSFET o ni masini semiconductor eletise e maualuga le faatinoga ma ua avea ma mea taua i pisinisi e amata mai i taavale eletise ma le malosiaga faafouina i le otometi faapisinisi. Pe a faatusatusa i silicon (Si) MOSFET masani, o SiC MOSFET e ofoina atu le faatinoga sili atu i lalo o tulaga ogaoga, e aofia ai le vevela maualuga, voltage, ma frequencies. Ae ui i lea, o le ausiaina o le faatinoga sili ona lelei i masini SiC e sili atu nai lo le na o le mauaina o substrates maualuga ma epitaxial layers—e manaomia ai le mamanu mataalia ma faiga gaosiga alualu i luma. O lenei tusiga e tuuina atu ai se suʻesuʻega loloto o le fausaga o le mamanu ma faiga gaosiga e mafai ai ona maualuga le faatinoga o SiC MOSFET.

1. Fuafuaga o le Fausaga o le Chip: Fa'atulagaga Sa'o mo le Maualuga o le Lelei

O le mamanu o SiC MOSFETs e amata i le faʻatulagaina o leSiC wafer, o le faavae lea mo uiga uma o masini. O se pu SiC MOSFET masani e aofia ai ni vaega taua i luga o lona fogaeleele, e aofia ai:

• Punaoa Fa'apitoa

• Fa'apa'u o le Faitoto'a

• Kelvin Source Pad

O leMama Fa'amutaina o le Pito(peMama Fa'amamafa) o se isi vaega taua o loʻo i tafatafa o le pito o le chip. O lenei mama e fesoasoani e faʻaleleia atili le voltage o le masini e ala i le faʻaitiitia o le malosi o le eletise i pito o le chip, ma puipuia ai le tafe o le eletise ma faʻaleleia atili ai le faʻatuatuaina o le masini. E masani lava, o le Edge Termination Ring e faʻavae i luga o seFa'aopoopoga o le Fa'ai'uga o le Feso'ota'iga (JTE)fausaga, lea e faʻaaogaina ai le faʻaogaina loloto e faʻaleleia atili ai le tufatufaina atu o le eletise ma faʻaleleia atili ai le voltage o le MOSFET.

2. Sela Galue: Autū o le Fa'atinoga o le Suiga

O leSela GalueI totonu o se SiC MOSFET e nafa ma le fa'asalalauina ma le fesuia'iga o le eletise. O nei sela e fa'atulaga fa'atasi, fa'atasi ai ma le aofa'i o sela e a'afia sa'o ai le tete'e atoa (Rds(on)) ma le gafatia o le eletise pu'upu'u o le masini. Ina ia fa'aleleia atili le fa'atinoga, e fa'aitiitia le mamao i le va o sela (e ta'ua o le "cell pitch"), ma fa'aleleia atili ai le lelei atoa o le fa'asalalauina.

E mafai ona mamanuina sela gaioi i ni fausaga autū se lua:fa'ata'atiamaluafausaga. O le fausaga planar, e ui ina faigofie ma sili atu ona faʻatuatuaina, ae e iai tapulaʻa i le faʻatinoga ona o le va o sela. I se faʻatusatusaga, o fausaga trench e mafai ai ona faʻatulaga lelei sela, e faʻaitiitia ai le Rds(on) ma mafai ai ona faʻaleleia atili le tafe o le eletise. E ui o loʻo faʻateleina le lauiloa o fausaga trench ona o la latou faʻatinoga sili atu, o fausaga planar e ofoina atu pea le maualuga o le faʻatuatuaina ma o loʻo faʻaauau pea ona faʻaleleia mo faʻaoga faʻapitoa.

3. Fausaga JTE: Fa'aleleia atili o le Polokaina o le Voltage

O leFa'aopoopoga o le Fa'ai'uga o le Feso'ota'iga (JTE)O le fausaga o se vaega autū o le mamanu i SiC MOSFETs. E faʻaleleia e le JTE le gafatia o le masini e taofia ai le voltage e ala i le puleaina o le tufatufaina atu o le eletise i pito o le chip. E taua tele lenei mea mo le puipuia o le vave malepe i le pito, lea e masani ona faʻapotopotoina ai le tele o eletise.

O le aoga o le JTE e faʻalagolago i ni nai mea taua:

• Lapopo'a o le Itumalo o le JTE ma le Tulaga o le DopingO le lautele o le vaega o le JTE ma le tele o mea e fa'aopoopo i ai le eletise e fuafua ai le tufatufaina atu o le eletise i pito o le masini. O se vaega o le JTE e lautele ma sili atu ona mamafa le fa'aopoopoina e mafai ona fa'aitiitia ai le eletise ma fa'aleleia atili ai le voltage o le eletise.

• JTE Cone Angle ma le LolotoO le tulimanu ma le loloto o le JTE cone e aʻafia ai le tufatufaina atu o le eletise ma iu ai ina aʻafia ai le breakdown voltage. O le laʻititi o le tulimanu o le cone ma le loloto o le vaega o le JTE e fesoasoani e faʻaitiitia ai le malosi o le eletise, ma faʻaleleia atili ai le mafai e le masini ona tatalia voltage maualuluga.

• Fa'asa'olotoina o le LugaO le vaega e fa'asa ai le eletise i luga e taua tele i le fa'aitiitia o tafega o le eletise i luga ma fa'aleleia atili ai le voltage o le eletise. O se vaega e fa'asa ai le eletise ua fa'aleleia lelei e fa'amautinoa ai o lo'o fa'atino lelei le masini e tusa lava pe maualuga voltage.

O le puleaina o le vevela o se isi lea manatu taua i le mamanuina o le JTE. E mafai e SiC MOSFET ona faʻagaoioia i ni vevela maualuga atu nai lo o latou tutusa ma le silicon, ae o le tele o le vevela e mafai ona faʻaleagaina ai le faʻatinoga ma le faʻatuatuaina o le masini. O le iʻuga, o le mamanuina o le vevela, e aofia ai le faʻasalalauina o le vevela ma le faʻaitiitia o le atuatuvalega o le vevela, e taua tele i le faʻamautinoaina o le mautu o le masini i se taimi umi.

4. Fa'aletonu o le Suiga ma le Tete'e i le Fa'asolo: Fa'aleleia atili o le Fa'atinoga

I totonu o SiC MOSFETs,tete'e i le fa'aosofiaga(Rds(on)) mafesuia'iga o gauo ni mea taua se lua e fuafua ai le lelei atoa. E ui o le Rds(on) e pulea ai le lelei o le tafe o le eletise, o le fesuiaʻiga o le eletise e tutupu i le taimi o fesuiaʻiga i le va o tulaga o le on ma le off, e fesoasoani i le gaosiga o le vevela ma le leiloa o le malosi.

Ina ia faʻaleleia atili nei tapulaʻa, e manaʻomia ona mafaufau i ni nai mea taua o le mamanu:

• Cell PitchO le pitch, po'o le va i le va o sela o lo'o galulue, e iai sona sao taua i le fuafuaina o le Rds(on) ma le saoasaoa o le fesuia'iga. O le fa'aitiitia o le pitch e mafai ai ona maualuga le mafiafia o sela ma fa'aitiitia ai le tete'e i le fa'aosoina o le eletise, ae e tatau fo'i ona paleni le sootaga i le va o le tele o le pitch ma le fa'atuatuaina o le faitoto'a ina ia 'alofia ai le tele o tafega o le eletise.

• Mafiafia o le Gate OxideO le mafiafia o le vaega o le gate oxide e aʻafia ai le capacitance o le gate, lea e aʻafia ai le saoasaoa o le fesuiaʻiga ma le Rds(on). O le manifinifi o le gate oxide e faʻateleina ai le saoasaoa o le fesuiaʻiga ae faʻateleina ai foʻi le lamatiaga o le tafe o le gate. O le mea lea, o le sailia o le mafiafia sili ona lelei o le gate oxide e taua tele mo le paleni o le saoasaoa ma le faʻatuatuaina.

• Tete'e i le Faitoto'aO le tete'e o le mea e fa'aaogaina ai le faitoto'a e a'afia ai le saoasaoa o le fesuia'iga ma le tete'e atoa o le fa'aosofiaga. I le tu'ufa'atasiatete'e o le faitoto'aA fa'apipi'i sa'o i totonu o le chip, e sili atu ona faigofie le mamanu o le module, ma fa'aitiitia ai le faigata ma le ono i'u ai i le fa'agasologa o le afifiina.

5. Tete'ega Fa'atasi o le Faitoto'a: Fa'afaigofieina o le Fuafuaga o le Module

I nisi o mamanu SiC MOSFET,tete'e fa'atasi o le faitoto'ae fa'aaogaina, lea e fa'afaigofie ai le mamanu ma le faiga o le gaosiga o le module. I le aveeseina o le mana'omia o resistors o le faitoto'a i fafo, o lenei auala e fa'aitiitia ai le aofa'i o vaega e mana'omia, fa'aitiitia ai tau o gaosiga, ma fa'aleleia atili ai le fa'atuatuaina o le module.

O le aofia ai o le teteʻe o le faitotoʻa saʻo i luga o le chip e maua ai ni faʻamanuiaga se tele:

• Fa'apotopotoga Fa'afaigofie o le Module: O le tete'e tu'ufa'atasi o le faitoto'a e fa'afaigofie ai le faiga o uaea ma fa'aitiitia ai le lamatiaga o le malepe.

• Fa'aitiitia o TauO le aveeseina o vaega mai fafo e faʻaitiitia ai le lisi o meafaitino (BOM) ma le tau atoa o le gaosiga.

• Fa'aleleia atili o le fetu'una'i o le afifiinaO le tu'ufa'atasia o le tete'e o le faitoto'a e mafai ai ona faia ni mamanu sili atu ona la'ititi ma lelei, e o'o atu ai i le fa'aleleia atili o le fa'aogaina o le avanoa i le afifiina mulimuli.

6. Faaiuga: O se Faiga Faigata o le Fuafuaina mo Masini Fa'aonaponei

O le mamanuina ma le gaosiga o SiC MOSFET e aofia ai se fegalegaleaiga lavelave o le tele o faʻatulagaga o mamanu ma faiga o gaosiga. Mai le faʻaleleia atili o le faʻatulagaga o le chip, le mamanu o le active cell, ma fausaga o le JTE, i le faʻaitiitia o le teteʻe o le conduction ma le switching loss, e tatau ona faʻaleleia lelei elemene taʻitasi o le masini ina ia ausia ai le faʻatinoga sili ona lelei.

Faatasi ai ma le alualu i luma faifai pea i tekinolosi o mamanu ma gaosiga, ua faateleina le lelei, faatuatuaina, ma le taugofie o SiC MOSFET. A o faateleina le manaoga mo masini e maualuga le faatinoga ma lelei le faaaogaina o le malosi, ua sauni SiC MOSFET e faia se sao taua i le faamalosia o le isi augatupulaga o faiga eletise, mai taavale eletise i upega eletise e toe faafouina ma tua atu.