碳化硅与碳化镓有什么不同，各有什么优势？

沒有碳化鎵這東西, 只有砷化鎵.....

以下言論只供論壇參考, 不准轉貼....

MOSFET 目前材料分三種:

1).GaAs/砷化鎵, 砷化鎵為砷與鎵化合物, 其具有極高速反應, 因此作為交換式電源可以MHz等級來跑, 其優點為速度非常快,且導通內組可以很低, 缺點為雪崩係數不夠, 且關斷時需要負壓加速, 否則很容易一送電就爆炸.....

砷化鎵的結構是一種叫" CasCode"結構, 基本上這類結構是以低壓推動高壓, 以減少其米勒效應, 但砷化鎵因為材料關係, 還是對驅動有要求, 這是其缺憾....

2).SIC/碳化硅或稱碳化矽, 是二氧化矽中的一種, 差別在於SIC材料是由金鋼沙中提煉出來, 金鋼沙為使用沙紙或金屬拋光片所使用材料, 其質地非常堅硬, 因此SIC元建早期推廣時用在PFC整流二極體上,因為晶圓切割非常困難, 所以MOSFET並沒有使用, 直到這幾年技術成熟後才有SIC Mosfet出現, 但是非常貴...

SIC具有與GaAs同樣優點是速度快, RDSon非常低, 且因為材料質地堅硬, 因此其雪崩細數比DaAs還要好, 早期運用在二極體上, 就是看上其速度快, Qrr值可以很低, IR值相對低, 因此對PFC整流可以改善其逆電流參數, 使MOSFET減少導通/關斷損失, 但因為其等效為兩顆高壓蕭特基串聯, 所以遺憾的是VF會較高, 因此使用在越高壓整流其效率越好....

SIC Mosfet 其製程分兩種, 一種為傳統Chang 製程, 另一種與GaAs一樣為CasCode 製程, 前者如Cree, Rohm....等

後者唯一是一家 USCI, 兩者差別傳統Chang製程, 其關斷與導通速度較一致, 但必須選驅動, 且與GaAs一樣必須適當給負壓, 而 CasCode 結構則關斷與開通較不一致, 所以在驅動端 Ton/Toff 電阻要細分, 但不會挑驅動且不需使用負壓因為其米勒效應小...

3).SI / 氮化矽或稱二氧化矽, 是由一般沙子提煉出矽材料, 傳統MOSFET都是使用這材料, 只是在製程上稍有不同, 如英飛凌MOSFET有多種系列, 但只是在於製程參數不同, 其使用材料還是傳統氮化矽.....

氮化矽由於較好取得, 因此價錢相對便宜, 但由於其關斷與導通速度遠遠比不上前兩者, 所以在SPEC上大多較在意RDSon......

而根據實驗室驗證結果得知, GaAs最好的操作頻率高於300KHz以上會有較佳效果

SIC元件則介於100K-300KHz之間, 而SI元件則是低於100KHz可以達到最佳效果....

而GaAs與SIC元件因為其導通內組很低,速度快, 且耐壓高, 因此大多用在高功率1KW以上且要求高效率的設計上, 因為其價錢不斐...........

请问Chang的SiC MOS在频率没上M的情况下能不能不加负压？以及驱动方案应该怎么选择？

我们现在的方案直接就是一个驱动IC出来驱动信号经一个驱动电阻送到G级，然后GS间并个电容。

可以的话尽量不希望用负压驱动，因为SiC管子GS间反向耐压很低，加个负压再一振很容易GS反向击穿

Sic Mosfet通常是要加负压，由其是Running频率高，通常区东加负压有两种方式:

一种是驱动端串电容并稳压管另一种是直接于驱动给负压，前一种对一般MOS可以，但对SIC MOS则不行，所以要从驱动给负压，且负压只要-5V

当施加-5V后，在下桥区动正常波形㑹是关断时拉一个短负压，在上桥导通边际又拉一个正压，而这些周期都非常短，只有nS级所以不㑹对Sic Mos产生影响，且Sic Mos导通电压通常较高需大于5V以上，因此只是波形较难看..... 

若对负压还是有疑虑，那则改双输出驱动，这种是High与Low分开，两个输出各接电阻到Mos_G, TON/TOFF用不同阻值电阻调整其导通/关断时间

如此可避开负压........ 

在功率元器件的发展中，主要半导体材料当然还是Si。同样在以Si为主体的LSI世界里，在“将基本元件晶体管的尺寸缩小到1/k，同时将电压也降低到1/k，力争更低功耗”的指导原理下，随着微细加工技术的发展，实现了开关更加高速、大规模集成化。在功率元器件领域中，微细加工技术的导入滞后数年，需要确保工作电压的极限（耐压）并改善模拟性能。但是，通过微细化可以改善的性能仅限于100V以下的低耐压范围，在需要更高耐压的领域仅采用微细加工无法改善性能，因此，就需要在结构上下工夫。21世纪初，超级结（SJ）-MOSFET注1进入实用阶段，实现了超过MOSFET性能极限的性能改善。

然而，重要的特性——低导通电阻、栅极电荷量与耐压在本质上存在权衡取舍的关系。在功率元器件中有成为单元的晶体管，将多个单元晶体管并联可获得低导通电阻。但这种做法需要同时并联寄生于晶体管的电容，导致栅极电荷量上升。为了避免栅极电荷上升而进行微细化即将1个单元变小的话，耐压能力又会下降。

　　作为解决这个问题的手法，除了像SJ-MOSFET一样通过结构改善来提高性能，还通过变更材料来提高性能，就是使用了碳化硅（SiC） 注2和GaN注3这类宽禁带（WBG）半导体注4的功率元器件。WBG材料的最大特点如表1所示，其绝缘击穿电场强度较高。只要利用这个性质，就可提高与Si元件相同结构时的耐压性能。只要实现有耐压余量的结构，将这部分单元缩小、提高集成度，就可降低导通电阻。