性价比：SiC MOSFET比Si MOSFET不只高出一点点-原理图|技术方案

Si MOSFET管因为其输入阻抗高，随着其反向耐压的提高，通态电阻也急剧上升，从而限制了其在高压场合的应用。SiC作为一种宽禁代半导体器件，具有饱和电子漂移速度高、电场击穿强度高、介电常数低和热导率高等特性。世强代理的Wolfspeed的SiC MOSFET管具有阻断电压高、工作频率高且耐高温能力强，同时又具有通态电阻低和开关损耗小等特点，是高频高压场合功率密度提高和效率提高的应用趋势。

SiC与Si性能对比
简单来说，SiC主要在以下3个方面具有明显的优势为:击穿电压强度高（10倍于Si），更宽的能带隙（3倍于Si），热导率高（3倍于Si），这些特性使得SiC器件更适合应用在高功率密度、高开关频率的场合。

SiC MOSFET性能明显优于Si MOSFET
1.极其低的导通电阻RDS(ON)，导致了极其优越的正向压降和导通损耗，更能适应高温环境下工作。

2.SiC MOSFET管具有Si MOSFET管的输入特性，即相当低的栅极电荷，导致性能卓越的切换速率。

3. 宽禁带宽度材料，具有相当低的漏电流，更能适应高电压的环境应用。

SiC MOSFET与Si MOSFET在设备中应用对比
世强市场经理宫一樵解释道，现代工业对电力电子设备提出了许多新的要求，要求体积小、功率大、发热量小、设备轻便等。面对这些新要求，Si MOSFET一筹莫展，而SiC MOSFET 就开始大显身手了。通过对SiC MOSFET管与Si MOSFET管相关电气参数进行比较，我们可以肯定SiC MOSFET将成为高压高频场合中应用的主流器件，可谓应用SiC MOSFET者得天下。

图1：SiC MOSFET与Si MOSFET在设备中应用的对比图

低电阻特性，SiC具有低电阻特性，在同等电压和电流等级的MOSFET中，SiC MOSFET 的内阻要几倍小于Si MOSFET 的内阻，且SiC的模块体积小型化，有利于增加系统功率密度。

高速工作特性，SiC MOSFET相对于Si MOSFET具有更高频率的工作特性，使系统中的电容电感器件体积小型化，减小系统整体体积，同时也降低了生产加工成本。

高温工作特性，SiC MOSFET比Si MOSFET更适合应用于高温工作环境，原因在于一方面SiC MOSFET 自身损耗小，发热量小，自身温升相对较小，另一方面，热导率高3倍于Si MOSFET。

图2：SiC与Si性价比对照图

有了以上特性对比结果，我们可以清楚的认识到SiC MOSFET 性能全面优于Si MOSFET。虽然单个SiC MOSFET价格高于Si MOSFET，

但是应用了SiC MOSFET的系统设备整体价格低于应用Si MOSFET的设备，原因在于SiC MOSFET各项优秀性能使得设备中的电容容值减小、电感降低、散热片面积和体积减少以及设备整体体积和成本明显减小。欢迎拨打世强服务热线电话40088-73266获得专业快捷的服务！

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电源部分是电子系统中非常重要的组成部分之一，电子系统要正常工作，首先要保证电源部分正常工作。而电子系统要可靠、稳定的工作，对其电源部分的要求也是非常高的。针对不同的应用，电能的供应有不同的来源，如交流电网，发电机，电池供电，或者多种方式组合使用等。汽车电子系统的供电，是采用发电机为电池进行充电，电池再向汽车电子系统供电。虽然发电机没有直接为汽车电子系统供电，但发电机工作时产生的瞬态高压、大电流及强脉冲干扰，仍然会对汽车电子系统，尤其是其中的电源供电部分造成严重的冲击。因此，对汽车电子系统电源部分还要求有较宽的输入电压范围，且自身的功耗要低。

下图一是车载导航系统的框图，电源芯片将蓄电池提供的12V/24V电压转换为系统需要的电压，车载导航系统需要的供电电压主要有5V，3.3V,1.8V,1.25V,分别为系统各子模块如主控芯片、接口、LCD及存储器等供电。由于系统各个子模块对电源电压、电流大小的需求不同。因此这里的电源芯片可以是一颗多路输出的PMU(电源管理单元，集成多路DC/DC,LDO，控制逻辑接口电路，保护电路)，也可以用多个LDO或DC/DC分别输出系统所需的电压。

图一：车载导航系统框图

由于蓄电池提供的电压比较高，而一般的PMU的输入电压都比较低。因此，通常都需要具有宽输入电压范围的LDO或DC/DC对蓄电池电压进行初级降压，再用PMU或低压差的LDO或DC/DC进行二次转换。这样可以提高电源部分整体的效率和可靠性。世强代理的理光电源芯片，包含了汽车级应用的PMU，LDO和DC/DC。下图二所示为世强代理的理光的LDO产品群，其中R15XX系列，输入电压最大可达36V。这个系列的LDO能满足12V或24V输出的蓄电池。而RP108J系列，最大输出电流可达3A，且已通过ISO/TS16949及AEC-Q100汽车认证。

 
图二：LDO产品系列
 

以世强代理的R1511x系列LDO为例，R1511X是基于CMOS工艺的高电压、快速响应的电压调整器，能提供300mA的输出电流，内部集成了输出短路保护电路、过流保护及热关断电路，如图三所示。其工作温度范围从–40ºC 到125ºC，最大输入电压高达36V。R1511X系列LDO有固定输出类型的R1511XXXXB和可调输出(通过外部电阻)的R1511X001C。输出电压的精度可达1%。有HSOP-6J和TO-252-5-P2两种类型的封装。所有的这些特性，使得R1511X系列LDO非常适合用于汽车应用。如车载音响、车载导航系统等。

 
图三：R1511系列LDO内部结构

 
图四：R1511应用电路图

在实际使用R1511的时候，可以按照图四的电路来连接，滤波电容的参数也可以按照图中的参数要求来选择。在PCB走线的时候，需要保证VDD和地线足够宽，如果他们的阻抗太高，会导致噪声和不稳定。供电输入和输出端的滤波电容尽可能离芯片引脚近。HSOP-6的封装，需要保证引脚2,3,5连接到地平面。TO-252-5-P2的封装，引脚2,3也需要连接到地平面。

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