新动向 | 爱仕特内绝缘型SiC MOSFET,为高效能应用提供新选项
引言
TO-247-4封装的SiC MOSFET因其高速开关性能、降低的开关损耗等优势而受到市场的广泛欢迎,这种封装通过Kelvin连接减少了电源线电感对栅极驱动信号的影响,提供了设计灵活性并改善了热性能,适用于高端服务器电源、太阳能逆变器、UPS电源、电机驱动、储能和充电桩等多种应用领域,满足了市场对高效率和高功率密度解决方案的需求。目前爱仕特已量产21款TO-247-4封装的SiC MOSFET,电压覆盖650V—3300V。
爱仕特始终秉承创新理念,近期推出了1200V和1700V两款内绝缘型TO-247-4封装的SiC MOSFET。这些创新产品在保持标准封装尺寸,通过内置陶瓷片优化了绝缘和导热性能,背面散热器做了悬浮电位设计,减少了外部绝缘材料依赖,降低了材料老化导致的长期运行故障风险,增强了产品可靠性和耐用性。
▲内绝缘型TO-247-4封装SiC MOSFET
▲内绝缘型TO-247-4封装SiC MOSFET产品列表
产品介绍
一、爱仕特内绝缘型SiC MOSFET的性能特点
该产品搭载了爱仕特自研第三代SiC 芯片,具有开关速度快、抗干扰能力强和高可靠性等特点。该产品尺寸为40*15.9*5mm,与常规TO-247-4封装尺寸一致,可实现快速替换。
▲内绝缘型TO-247-4封装尺寸
- 高开关速度:SiC 材料的高电子迁移率,提升系统响应速度和动态性能
- 高功率密度:搭载第三代自研SiC 芯片,实现小尺寸下的大电流承受能力
- 低寄生电感设计:紧凑内部布局,降低功率回路中的寄生电感
- 高抗干扰能力:具有开尔文源极引脚,能够进一步降低器件的开关损耗,提高模块的抗干扰能力
- 高温稳定性:宽温度范围下(-55°C至175°C)的稳定运行,适应各种环境条件
二、与常规TO-247封装的区别
- 结构不同:内置绝缘陶瓷片
常规TO-247-4封装框架和漏极直接相连,非绝缘特性使得应用的时候必须外部安装绝缘片,将器件与散热器进行电气隔离。
▲常规TO-247-4封装结构示意图
而内绝缘型TO-247-4封装使用特殊的封装工艺将承载芯片的框架与MOSFET背部散热片相互隔离,最终在MOSFET的漏极与其背部散热片之间实现电气隔离。
▲内绝缘型TO-247-4封装结构示意图
- 总体热阻不同:减少了绝缘垫的热阻
常规TO-247封装SiC MOSFET的总体热阻=芯片热阻+芯片下焊料的热阻+铜支架的热阻+导热硅脂的热阻+绝缘垫的热阻+散热器的热阻。
▲常规TO-247-4封装热阻示意图
内绝缘型TO-247-4封装减少了绝缘垫的热阻,直接安装到散热器使用,缓冲了功率MOSFET封装中芯片和铜框架的热膨胀系数的差异,显著减少相邻层之间的热失配,提高了功率循环耐受性,进而降低器件结温。
- 安装工艺不同:简化生产流程
简化的内绝缘封装设计不仅提高了生产效率,还降低了热阻,为电力系统的高性能运行提供了新的选择。
▲TO-247-4封装SiC MOSFET安装示意图
三、在应用中的对比优势
- 降低成本
- 无需增加MOSFET和散热片之间的绝缘片及固定螺丝上的绝缘粒,节约了材料成本、物料管理成本和生产成本
- 简化生产装配
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省略器件与散热器之间的绝缘垫片,简化生产流程
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解决不同作用的MOSFET共用一个散热片的绝缘问题
- 提高可靠性
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避免因绝缘材料高温或破裂而产生的可靠性问题
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铜框架和SiC 芯片的热膨胀系数差异较大,内置陶瓷绝缘片可以提高功率循环的可靠性