溝槽當道，平面型SiC MOSFET尚能飯否？

電子發燒友網報道（文/梁浩斌）最近，安森美發布了第二代1200V SiC MOSFET產品。安森美在前代SiC MOSFET產品中，采用M1及其衍生的M2技術平臺，而這次發布的第二代1200V SiC MOSFET，安森美稱其為M3S。

M3S產品導通電阻規格分為13/22/30/40/70mΩ，適配TO247?3L/4L和D2PAK?7L分立封裝。

據官方介紹，S代表開關，M3S系列專注于提高開關性能，相比于第一代1200V碳化硅MOSFET，除了降低特定電阻RSP (即RDS(ON)*Area) ，還針對工業電源系統中的高功率應用進行了優化，如太陽能逆變器、ESS、UPS 和電動汽車充電樁等。

延續平面型結構，針對不同應用采用兩種設計

安森美在第一代SiC MOSFET上采用了平面設計，包括了M1和后續從M1衍生出的M2平臺，涵蓋750V、900V、1200V的耐壓規格。在M1平臺上，安森美的SiC MOSFET采用Square Cell結構、M2平臺采用Hex-cell結構。

第一代SiC MOSFET產品上，安森美沒有為一些特定領域進行特殊設計，主要面向的是通用市場。而第二代產品中，安森美除了將M3的工藝平臺迭代至strip-cell，還為不同的應用需求，設計了兩種技術方案，分別是T設計和S設計。

其中T設計主要針對逆變器，因此需要更低的RDS(ON)和更好的短路能力，而不是更快的開關速度。S設計對高開關性能進行了優化，因此設計具有較低的QG(TOT) 和較高的di/dt和dv/dt，從而降低開關損耗。

基于M3平臺的strip-cell結構，安森美第二代SiC MOSFET 在導通電阻、開關損耗、反向恢復損耗以及短路時間等關鍵性能指標上均為業界領先水平，同時實現最優的成本。不過目前安森美M1到M3平臺均為平面型設計，下一代M4將會升級為溝槽結構，降低SiC MOSFET芯片面積的同時，成本也將顯著得到優化。

實現導通損耗和開關損耗之間的平衡

從參數來看，安森美M3S平臺的第二代SiC MOSFET相比第一代，主要是在導通損耗和開關損耗之間實現更好的平衡。

根據安森美的實測數據，首先在導通電阻RDS(ON)方面，一代產品的導通電阻隨溫度升高而升高的幅度較小，在導通損耗上，實際上一代產品是要優于二代產品的。但是在高開關頻率下運行的應用中，導通在損耗中的比例相對較低，反而是受溝道電阻的影響，與第二代相比，第一代需要更高的正柵極偏置（VGS）才能完全導通，這就需要在驅動電路上進行額外的設計。因此，第二代的M3S更適合快速的開關應用。

導通和開關損耗在系統中是很關鍵的參數，特別對于高開關頻率拓撲的應用。在相同條件的雙脈沖測試電路中，二代相比一代實現了開關性能的大幅提升，開關損耗降低了40%，導通損耗降低了20-30%，總開關損耗比一代降低了34%。

總體來看，M3S整體的設計都趨向高頻開關應用，相比上一代更加著重于導通損耗和開關損耗之間的平衡，在工業自動化、儲能、充電樁、電動汽車OBC/DC-DC等領域都會有較好的應用效果。