電力電子器件高度依賴於矽（Si）、碳化矽（SiC）和氮化鎵高電子遷移率電晶體（GaN HEMT）等半導體材料。雖然矽一直是傳統的選擇，但碳化矽器件憑藉其優異的性能與可靠性而越來越受歡迎。相較於矽，碳化矽具備多項技術優勢（圖1），這使其在電動汽車、數據中心，以及直流快充、儲能系統和光伏逆變器等能源基礎設施領域嶄露頭角，成為眾多應用中的新興首選技術。
圖1：矽器件（Si）與碳化矽（SiC）器件的比較 眾多終端產品製造商已選擇碳化矽技術替代傳統矽技術，基於雙極結型電晶體（BJT）、結型場效應電晶體（JFET）、金屬氧化物半導體場效應電晶體（MOSFET）和絕緣柵雙極電晶體（IGBT）等器件開發電源系統。這些器件因各自特性（優缺點不同）而被應用於不同場景。 然而，安森美的EliteSiC 共源共柵結型場效應電晶體（Cascode JFET）器件（圖2）將這一技術推向了新高度。該器件基於獨特的"共源共柵（Cascode）"電路配置——將常開型碳化矽JFET器件與矽MOSFET共同封裝，形成一個集成化的常閉型碳化矽FET器件。我們的碳化矽Cascode JFET能夠輕鬆、靈活地替代IGBT、超結MOSFET以及碳化矽MOSFET等任何器件類型（圖3）。 在本文中，我們將深入探討安森美EliteSiC Cascode JFET相較於同類碳化矽MOSFET的技術優勢。 與矽器件相比，碳化矽Cascode JFET具備多項優勢。碳化矽作為寬禁帶材料，具有更高的擊穿電壓特性，這意味著其器件可採用更薄的結構支持更高的電壓。此外，碳化矽相較於矽的其他優勢還包括：
這些優勢也體現在安森美 EliteSiC Cascode JFET 的性能中，這是一種更新且功能更強大的器件，針對多種功率應用進行了優化。 與矽基柵極驅動器兼容：實現向碳化矽的無縫過渡 首先，碳化矽Cascode JFET 的結構允許使用標準矽基柵極驅動器。這簡化了從矽基到碳化矽設計的過渡，提供了更大的設計靈活性。它們與各種類型的柵極驅動器兼容，包括為 IGBT、矽超結 MOSFET 和 碳化矽MOSFET 設計的驅動器。 其他優勢
讓我們花一點時間來更深入地了解SiC MOSFET 與 安森美SiC JFET 技術之間的差異。從下面的圖 3 中我們可以看到，SiC MOSFET 技術不同於安森美的集成式SiC Cascode JFET——這是精心設計的結果。安森美設計的SiC JFET去掉了碳化矽MOSFET 的柵極氧化層，這不僅消除了溝道電阻，還讓裸片尺寸更為緊湊。 安森美碳化矽 JFET 較小的裸片尺寸成為其差異化優勢的一個關鍵所在，"RDS(ON)x A"（RdsA）品質因數 (FOM) 得以最佳體現，如圖 4 所示。這意味著對於給定的晶片尺寸，SiC JFET 具有更低的導通電阻額定值，或者換言之，在相同的 RDS(ON)下，安森美SiC JFET 的裸片尺寸更小。安森美在 RdsA FOM 方面的卓越表現樹立了行業領先地位，體現在以相對較小的行業標準封裝（如 TOLL 和 D2PAK）提供的超低額定電阻產品。  圖 4：碳化矽MOSFET 與安森美Cascode JFET 的比較 與SiC MOSFET 相比，EliteSiC Cascode JFET 具有更低的輸出電容 Coss。輸出電容較低的器件在低負載電流下開關速度更快，電容充電延遲時間更短。這意味著，由於減少了對電感器和電容器等大體積無源元件的需求，現在可以製造出更小、更輕、成本更低且功率密度更高的終端設備。
圖 5：安森美碳化矽Cascode JFET 與碳化矽 MOSFET 的競爭產品對比 以下是關於SiC MOSFET的其他挑戰：
然而，使用安森美的SiC JFET，上述缺陷得以根本解決，因為：
為什麼選擇安森美EliteSiC Cascode JFET？ 儘管市場上可供選擇的SiC功率半導體種類繁多，但在某些特定應用中，一些器件的表現確實比其他器件更為出色。安森美的集成式SiCCascode JFET便是其中的佼佼者，因其低 RDS(ON)、低輸出電容和高可靠性等獨特優勢，能夠提供卓越的性能。 此外，碳化矽 Cascode JFET架構使用標準矽基柵極驅動器，簡化了從矽到碳化矽的過渡過程，可在現有設計中實施。因此，它為從矽到碳化矽的過渡提供了靈活性--實施簡單，同時得益於SiC技術而提供卓越的性能。
這些優點幫助安森美的SiC Cascode JFET 技術在其他技術無法企及的領域大放異彩。碳化矽JFET 的增強性能使其在用於人工智慧數據中心、儲能和直流快充等 AC-DC 電源單元中實現更高的效率。 隨著對更高功率密度和更緊湊外形需求的增加，安森美SiC Cascode JFET 能夠實現更小、更輕和更低成本的終端設備。由於減少了對電感器和電容器等大體積無源元件的需求，有助於實現更高的功率密度。 |
