碳化硅MOS管與MOS管有何差異？碳化硅有什么優(yōu)勢(shì)？

碳化硅MOS管是以碳化硅半導(dǎo)體材料為基礎(chǔ)的金屬氧化物半導(dǎo)體場(chǎng)效應(yīng)管，與傳統(tǒng)的硅MOS管有很大的不同。KeepTops來(lái)給大家詳細(xì)介紹碳化硅MOS管與普通MOS管在材料、特性、工作原理及應(yīng)用等方面的區(qū)別。

一、物質(zhì)上的差異
普通MOS管使用的是硅材料，而碳化硅MOS管使用的是碳化硅（SiC）半導(dǎo)體材料。該材料具有高熔點(diǎn)、高硬度、高導(dǎo)熱性、高耐輻射性、高溫穩(wěn)定性等優(yōu)異性能。其熱導(dǎo)率和能帶隙均高于硅材料，因此碳化硅MOS管可以在較高的溫度下穩(wěn)定工作。

二、特征性差異
切換速度：碳化硅MOS管導(dǎo)通速度快，開關(guān)速度快，可以實(shí)現(xiàn)更高頻率、更高效率的功率轉(zhuǎn)換。
耐輻射性：碳化硅金屬氧化物半導(dǎo)體管由于其作為原材料具有很高的抗輻射能力，適用于高輻射劑量的環(huán)境。
導(dǎo)通電阻：與普通MOS管相比，碳化硅MOS管在高溫下工作時(shí)導(dǎo)通電阻較低，可降低功率損耗。
抗電磁干擾：碳化硅MOS管抗電磁干擾性能更好，能保證系統(tǒng)的可靠性。

三、工作原理的差異
普通MOS管的工作原理是基于襯底注入概念或感應(yīng)概念。靈敏度和可靠性受溫度、輻射等因素的影響。碳化硅MOS管具有較高的電場(chǎng)強(qiáng)度和較高的漏電流。高壓條件下，碳化硅MOS管的導(dǎo)通損耗會(huì)更小。

四、應(yīng)用領(lǐng)域的差異
普通MOS管主要用于低頻電子應(yīng)用，如電源管理和信號(hào)放大。碳化硅MOS管主要應(yīng)用于電動(dòng)汽車、航空航天和國(guó)防等高溫、大功率、高頻和高壓應(yīng)用領(lǐng)域。
總之，碳化硅金屬氧化物半導(dǎo)體管與普通金屬氧化物半導(dǎo)體管在材料、特性、工作原理、應(yīng)用領(lǐng)域等方面都有很大的區(qū)別。碳化硅MOS管能在高溫、高壓、大功率和高頻環(huán)境下工作，在一些特殊應(yīng)用領(lǐng)域得到了廣泛的應(yīng)用。

碳化硅器件的優(yōu)點(diǎn)
碳化硅（SiC）是目前最成熟的寬帶隙半導(dǎo)體材料。世界各國(guó)都非常重視SiC的研究，投入了大量的人力、物力進(jìn)行積極的開發(fā)。美國(guó)、歐洲、日本等不僅在國(guó)家層面制定了相應(yīng)的法規(guī)。研究規(guī)劃，而一些國(guó)際電子巨頭也投入巨資開發(fā)碳化硅半導(dǎo)體器件。

與普通硅相比，使用碳化硅的元件具有以下特點(diǎn)：
1、高電壓特性
碳化硅器件的耐壓是等效硅器件的10倍。
碳化硅肖特基管可以承受高達(dá)2400V的電壓。
碳化硅場(chǎng)效應(yīng)管可以承受幾萬(wàn)伏的電壓，其通態(tài)電阻不是很大。
2、高溫特性
在Si材料接近理論性能極限的今天，SiC功率器件由于具有耐壓高、損耗低、效率高等特點(diǎn)，一直被視為理想器件而備受期待。不過，與以往的Si材料器件相比，SiC功率器件在性能和成本之間的平衡以及其對(duì)高技術(shù)的要求，將成為SiC功率器件能否真正普及的關(guān)鍵。

目前，低功率碳化硅器件已從實(shí)驗(yàn)室進(jìn)入實(shí)際生產(chǎn)階段.目前碳化硅芯片的價(jià)格還比較高，而且也存在很多缺陷。碳化硅MOS管的應(yīng)用讓碳化硅MOSFET模塊在光伏、風(fēng)電、電動(dòng)汽車及軌道交通等中高功率電力系統(tǒng)應(yīng)用上具有巨大的優(yōu)勢(shì)。碳化硅器件的高壓高頻和高效率的優(yōu)勢(shì)，可以突破現(xiàn)有電動(dòng)汽車電機(jī)設(shè)計(jì)上因器件性能而受到的限制，這是目前國(guó)內(nèi)外電動(dòng)汽車電機(jī)領(lǐng)域研發(fā)的重點(diǎn)。

審核編輯 黃宇