SiC-MOSFETs sind der neue Industriestandard

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Eurocomp Elektronik GmbH

EBV Elektronik GmbH & Co. KG

ROHM Semiconductor GmbH

Shanghai Yongming Electronic Co., Ltd.

Hohe Schaltfrequenzen bis 100 MHz

Die dynamische Performance der SiC-Typen ergibt sich aus den sehr guten Werten für die Schaltzeiten und dem geringen R_DS(on) bei höheren Operationstemperaturen. Die Einschaltzeit E_on (t_on) wird durch eine hohe Verstärkung gm und den sehr geringen Gate-Widerstand R_g erzielt, während der extrem geringe R_g die Ausschaltzeit E_off bestimmt. Trotzdem besteht keine Oszillationsneigung zusammen mit geringen externen Gate-Widerständen R_g. Zusätzlich erweitert der geringe R_DS(on) bei hohen Temperaturen die obere Schaltfrequenz und die Stromtragfähigkeit. Für ISM-Applikationen hat Microsemi eine HF-SiC-Variante für Schaltfrequenzen bis 100 MHz in Vorbereitung.

Das Jahr 2015 bringt viele neue Typen

Die 1200-V-Typen (mit 40 A/80 mΩ) APT40SMxxx sind bereits in Stückzahlen erhältlich. Ab März folgen dann die in der Tabelle gezeigten Typen für Anwendungen mit 700, 1200 und 1700 V in verschiedenen Stromklassen bis 80 A und mit R_DS(on) zwischen 40 und 800 mΩ.

Bildergalerie

Bild 1: Vergleich des RDS(ON) über die Temperatur von 1200-V-Typen für Ströme von 30,35,40 und 50 A.(Quelle: Microsemi)

Bild 2: Vergleich des Gate-Widerstandes von 50-mΩ- und 80-mΩ-Typen.(Quelle: Microsemi)

Bild 3: Die sehr gute Verstärkung bei Strömen größer 1 A verkürzt die Einschaltzeit positiv.(Quelle: Microsemi)

Bild 4 : Abhängigkeit des Stromes ID von der Frequenz.(Quelle: Microsemi)

Bildergalerie mit 5 Bildern

Mit den angekündigten SiC-Leistungs-MOSFET stehen jetzt Wide-Bandgap-MOSFET für erste Designs mit 700 bis 1200 V/80 A bzw. 1700 V/5 A zur Verfügung. Ihr Einsatz führt zu höherer Systemeffizienz und ermöglicht höhere Systemschaltfrequenzen. Auch werden die Anforderungen an das Wärmemanagement geringer und die Sicherheit gegen Lawinendurchbruch ist wesentlich erhöht.

Durch den geringen R_DS(on), die hohe zulässige Betriebsspannung und die hohe Stromtragfähigkeit (sowohl kontinuierlich wie bei Spitzenstrom) ist der sichere Arbeitsbereich (SOA) wesentlich erweitert. Zu erwähnen bleibt noch die hohe Kurzschlussfestigkeit von z.B. 8,5 µs beim 80 mΩ-Typ APT 40SM120B und somit 25% mehr als bei vergleichbaren Mitbewerbstypen.

Entwickler können jetzt auf SiC-Leistungs-MOSFETs zugreifen, die in wesentlichen Merkmalen weiter verbessert wurden und die in kommerziellen Stückzahlen erhältlich sind.

* Wolfgang Knitterscheidt ist Geschäftsführer der Eurocomp GmbH, Bad Nauheim.

* Siegfried W. Best ist freier Redakteur in Regensburg.

Artikelfiles und Artikellinks

Link: Spezifikationen der SiC-Power-MOSFET von Microsemi bei Eurocomp

Link: Beitrag im Original erschienen in: ELEKTRONIKPRAXIS Sonderheft Leistungselektronik (kostenlose ePaper-Version)

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Stand: 08.12.2025

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