飛兆半導體近日發布了可提高功率轉換系統能效的碳化硅(SiC) 雙極結型晶體管(BJT)。該系列BJT采用TO-247、TO258及裸片封裝。適于工業電機驅動器、幾十kW級DC-DC轉換器、新能源汽車、風能、光伏逆變器及井下作業等應用。

SiC BJT的主要特性包括：

①1200V功率轉換開關，開關、傳導及驅動器損耗低，對于TO-247封裝，25℃下，15A及50A電流時的Ron分別為57mΩ和17mΩ；直流增益＞70。

②直接驅動：常關功能降低了風險和復雜度，并減少了限制性能的設計；穩定的基極輸入，對過壓/欠壓峰值不敏感，在較低驅動電壓VBE(SAT)=3.5V下，也可打開；較寬的開關電壓窗口。

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

④開關速度約20ns；開關行為與溫度無關；沒有IGBT拖尾電流。

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

藍建銅表示，SiC雙極結型晶體管(BJT)系列可實現98%以上的效率、電流密度和可靠性，更高的開關頻率，這是因為傳導和開關損耗較低(30-50%)，在相同尺寸的系統，輸出功率提升40%。電感、電容和散熱片更小，PCB空間減少30~50%，系統總體成本降低20%。

另外，飛兆開發的即插即用分立式驅動器電路板（15A和50A）與SiC BJT配合使用時，能夠在減少開關損耗和增強可靠性的基礎上提高開關速度。藍建銅透露，2013年將開發出集成度更高的SiC BJT驅動器芯片。

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