近十年來,,第三代半導體技術已趨于成熟,。碳化硅作為第三代半導體器件的重要代表,,已在工業(yè),、汽車以及國防軍工等領域有著廣泛應用。基本半導體緊跟時代步伐,,采用國際領先的碳化硅設計生產(chǎn)工藝,,推出國內(nèi)首款通過工業(yè)級可靠性測試的1200V碳化硅MOSFET,,助推國內(nèi)第三代半導體技術發(fā)展,。
基本半導體1200V 碳化硅MOSFET采用平面柵碳化硅工藝,結合元胞鎮(zhèn)流電阻設計,,開發(fā)出了短路耐受時間長,,導通電阻小,閾值電壓穩(wěn)定的1200V系列性能卓越的碳化硅MOSFET,。
基本半導體1200V 碳化硅MOSFET結構圖
技術優(yōu)勢及特點:
25℃ Vth閾值電壓≥2.9V:
25℃條件下,,器件的GS開啟電壓Vth最小值不低于2.9V,此參數(shù)與國際大廠競品處在同一水平線,;
導通電阻RDS(on)典型值160mΩ:
25℃條件下,,導通電阻RDS(on)典型值160mΩ;
短路耐受時間6μs:
25℃條件下VGS=20V,,VDS=800V,,器件在6μs短路狀態(tài)下未發(fā)生失效;
125℃穩(wěn)定輸出電流10A:
125℃條件下,,器件的額定輸出有效電流值為10A,。
高可靠性:
-高柵氧壽命:
對于MOSFET器件而言,柵氧的壽命對器件的壽命有直接影響,?;景雽w1200V系列碳化硅MOSFET擊穿場強接近10MV/cm,根據(jù)TDDB測試門極偏壓30-36V數(shù)據(jù)推算,,在VGS=20V應用條件下,,柵氧壽命在200年以上,,柵氧壽命達到業(yè)內(nèi)領先水平。
-高且穩(wěn)定的擊穿電壓:
DS擊穿電壓是MOSFET器件的一個關鍵參數(shù),,應用中應確保加在器件DS兩極的電壓VDS不超過器件的額定標稱值,;而在實際應用過程中,器件在高壓大電流條件下進行關斷動作時,,由于雜散電感的作用,,會在器件DS兩端產(chǎn)生尖峰電壓,尤其是對于碳化硅這類開關速度更快的器件,,在系統(tǒng)雜散電感一定的條件下,,關斷時產(chǎn)生的尖峰電壓過高,基本半導體1200V系列碳化硅MOSFET實際擊穿電壓值的平均值高達1528V,,可以應對系統(tǒng)中出現(xiàn)的偶發(fā)性短時過壓尖峰,,降低系統(tǒng)故障率。
-高溫下穩(wěn)定的Vth:
在高溫應用方面碳化硅器件比硅基器件具有明顯優(yōu)勢,,但目前碳化硅MOSFET的柵極開啟電壓普遍較低,,尤其在高溫條件下,柵極開啟電壓相比室溫會明顯下降,,而柵極開啟電壓的高低對系統(tǒng)應用至關重要,,過低的開啟電壓會使器件在使用過程中出現(xiàn)誤開通,繼而發(fā)生短路,,造成器件損傷或損壞,。
基本半導體1200V系列碳化硅MOSFET在Tj=150℃條件下,Vth>2V,;
高溫條件下Vth>2V,,可降低器件在使用中受干擾因素影響出現(xiàn)誤開通的風險,提升系統(tǒng)可靠性,。
-導通電阻呈正溫度特性變化:
為了達到提升系統(tǒng)功率,,同時不大幅增加成本的目的,工程師通常選擇多個小電流器件并聯(lián)使用而非使用單個電流更大的器件,,對于器件并聯(lián)應用,,均流是一個難點,基本半導體1200V系列碳化硅MOSFET在VGS≥16V時,,導通電阻跟溫度呈正相關性,,溫度越高,導通電阻越大,,適合于并聯(lián)應用,。
-可靠性測試(樣品數(shù)量128)
器件的可靠性是其核心競爭力,在系統(tǒng)中使用通過嚴格可靠性測試的產(chǎn)品對于系統(tǒng)而言非常重要?;景雽w1200V系列碳化硅MOSFET,,在可靠性測試各個環(huán)節(jié)表現(xiàn)優(yōu)異。
HTGB:Tj=150℃,,VGS=20V, 通過1000h測試,; Tj=150℃,VGS=-5V,,通過1000h測試,;
HTGB測試后測試Vth參數(shù),所有被測試對象Vth變化小于0.4V,;
HTGB測試后測試RDS(on)參數(shù),,所有被測對象RDS(on)變化小于10%。
-HTRB:Tj=150℃, VDS=960V,,通過1000h測試,;
HTRB測試后測試BV參數(shù),128pcs 測試樣品平均值為1528V,。
短路耐受(樣品數(shù)量22):
系統(tǒng)運行過程中受各種不可控因素影響,,會有較低概率發(fā)生器件短路故障,提升器件的短路耐受時間可以給驅(qū)動器的短路保護電路帶來更多選擇,,同時可以降低驅(qū)動器成本,。基本半導體1200V系列碳化硅MOSFET,,具有業(yè)內(nèi)領先的短路耐受能力,。
測試條件:Tj=25℃, RG-ext=2.7ohm, VGS=0/20V, VDC=800V
測試結果:6.2μs短路測試通過。在25℃條件下,,器件的短路耐受時間不低于6.2μs
結論:基本半導體采用業(yè)內(nèi)最成熟可靠的平面柵工藝,結合自身技術優(yōu)勢和特點,,開發(fā)出了高可靠性,,各項技術指標優(yōu)異的1200V系列碳化硅MOSFET,特別是在器件短路耐受能力方面,,基本半導體運用其獨有的技術優(yōu)勢,,將器件的短路耐受時間提升到6μs級別,給工程師應用帶來更多選擇的同時,,大大降低了驅(qū)動保護電路的設計成本和要求,。