飛兆半導(dǎo)體近日發(fā)布了可提高功率轉(zhuǎn)換系統(tǒng)能效的碳化硅(SiC) 雙極結(jié)型晶體管(BJT)。該系列BJT采用TO-247、TO258及裸片封裝。適于工業(yè)電機(jī)驅(qū)動(dòng)器、幾十kW級(jí)DC-DC轉(zhuǎn)換器、新能源汽車、風(fēng)能、光伏逆變器及井下作業(yè)等應(yīng)用。

SiC BJT的主要特性包括：

①1200V功率轉(zhuǎn)換開關(guān)，開關(guān)、傳導(dǎo)及驅(qū)動(dòng)器損耗低，對(duì)于TO-247封裝，25℃下，15A及50A電流時(shí)的Ron分別為57mΩ和17mΩ；直流增益＞70。

②直接驅(qū)動(dòng)：常關(guān)功能降低了風(fēng)險(xiǎn)和復(fù)雜度，并減少了限制性能的設(shè)計(jì)；穩(wěn)定的基極輸入，對(duì)過壓/欠壓峰值不敏感，在較低驅(qū)動(dòng)電壓VBE(SAT)=3.5V下，也可打開；較寬的開關(guān)電壓窗口。

③額定工作溫度高：Tj=175℃；由于RON具有正溫度系數(shù)，增益具有負(fù)溫度系數(shù)，因此易于并聯(lián)；穩(wěn)定持久的Vbe正向電壓和反向阻隔能力。漏電流低于10μA。

④開關(guān)速度約20ns；開關(guān)行為與溫度無關(guān)；沒有IGBT拖尾電流。

SiC BJT比Si IGBT有更大技術(shù)優(yōu)勢(shì)（見圖1），“這種優(yōu)勢(shì)也將決定今后的市場份額比例。”飛兆亞太區(qū)市場營銷副總裁藍(lán)建銅指出。5kW升壓電路SiC 器件性能比較如圖2所示。150℃時(shí)的電壓與電流特性曲線，25℃和150℃下的開關(guān)損耗如圖3所示。

圖1：SiC BJT與Si IGBT的比較


圖2 5kW升壓電路SiC器件性能比較


圖3：150℃時(shí)的電壓與電流特性曲線，25℃和150℃下的開關(guān)損耗

藍(lán)建銅表示，SiC雙極結(jié)型晶體管(BJT)系列可實(shí)現(xiàn)98%以上的效率、電流密度和可靠性，更高的開關(guān)頻率，這是因?yàn)閭鲗?dǎo)和開關(guān)損耗較低(30-50%)，在相同尺寸的系統(tǒng)，輸出功率提升40%。電感、電容和散熱片更小，PCB空間減少30~50%，系統(tǒng)總體成本降低20%。

另外，飛兆開發(fā)的即插即用分立式驅(qū)動(dòng)器電路板（15A和50A）與SiC BJT配合使用時(shí)，能夠在減少開關(guān)損耗和增強(qiáng)可靠性的基礎(chǔ)上提高開關(guān)速度。藍(lán)建銅透露，2013年將開發(fā)出集成度更高的SiC BJT驅(qū)動(dòng)器芯片。

不過他指出：“由于目前的工藝問題造成良率不高，SiC器件價(jià)格比Si材料的IGBT貴10倍左右。市場拐點(diǎn)將出現(xiàn)在2015年，屆時(shí)價(jià)格有望降到現(xiàn)在的50%。”