AMEYA360代理丨ROHM SiC驱动技术篇:SiC-<span style='color:red'>MOS</span>FET的桥式结构栅源电压动作解析
  从本文开始,我们将进入SiC功率元器件基础知识应用篇的第一弹“SiC MOSFET:桥式结构中栅极-源极间电压的动作”。  前言  MOSFET和IGBT等电源开关元器件被广泛应用于各种电源应用和电源线路中。另外,所使用的电路方式也多种多样,除单独使用外,还有串联连接、并联连接等多种使用方法。  其中,在将开关元件上下串联连接的桥式结构中,通常交替地导通与关断各个元器件。下面是常规的桥式结构同步方式boost电路,波形图是根据栅极信号交替地导通/关断的低边(LS)MOSFET和高边(HS)MOSFET的漏极-源极间电压(VDS)和漏极电流(ID)示例。  通过开关工作,流过各元件的电流和变化的电压以复杂的方式相互影响。尤其是在处理高电压高电流的电路中,受安装电路板和结线引起的寄生分量等影响,产生电压和电流的动作,并因此导致工作不稳定、效率下降,从而可能导致损耗增加、产生异常发热等问题。  近年来,SiC MOSFET等高性能功率元器件的应用,使得通过高速开关转换大功率成为可能,但在操作过程中,需要对开关工作有深入的了解。  在探讨“SiC MOSFET:桥式结构中Gate-Source电压的动作”时,本文先对SiC MOSFET的桥式结构和工作进行介绍,这也是这个主题的前提。  SiC MOSFET的桥式结构  下面给出的电路图是在桥式结构中使用SiC MOSFET时最简单的同步式boost电路。该电路中使用的SiC MOSFET的高边(HS)和低边(LS)是交替导通的,为了防止HS和LS同时导通,设置了两个SiC MOSFET均为OFF的死区时间。右下方的波形表示其门极信号(VG)时序。  该电路中HS和LS MOSFET的Drain-Source电压(VDS)和漏极电流(ID)的波形示意图如下。这是电感L的电流处于连续动作状态,即所谓的硬开关状态的波形。  横轴表示时间,时间范围Tk(k=1~8)的定义如下:  T1: LS为ON时、MOSFET电流变化的时间段  T2: LS为ON时、MOSFET电压变化的时间段  T3: LS为ON时的时间段  T4: LS为OFF时、MOSFET电压变化的时间段  T5: LS为OFF时、MOSFET电流变化的时间段  T4~T6: HS变为ON之前的死区时间  T7: HS为ON的时间段(同步整流时间段)  T8: HS为OFF时、LS变为ON之前的死区时间  本文将针对SiC MOSFET桥式结构的栅极驱动电路及其导通(Turn-on)/关断( Turn-off)动作进行解说。  SiC MOSFET桥式结构的栅极驱动电路  LS(低边)侧SiC MOSFET Turn-on和Turn-off时的VDS和ID的变化方式不同。在探讨SiC MOSFET的这种变化对Gate-Source电压(VGS)带来的影响时,需要在包括SiC MOSFET的栅极驱动电路的寄生分量在内的等效电路基础上进行考量。  右图是最基本的栅极驱动电路和SiC MOSFET的等效电路。栅极驱动电路中包括栅极信号(VG)、SiC MOSFET内部的栅极线路内阻(RG_INT)、以及SiC MOSFET的封装的源极电感量(LSOURCE)、栅极电路局部产生的电感量(LTRACE)和外加栅极电阻(RG_INT)。  关于各电压和电流的极性,需要在等效电路图中,以栅极电流(IG)和漏极电流(ID)所示的方向为正,以源极引脚为基准来定义VGS和VDS。  SiC MOSFET内部的栅极线路中也存在电感量,但由于它比LTRACE小,因此在此忽略不计。  导通(Turn-on)/关断( Turn-off)动作  为了理解桥式电路的Turn-on / Turn-off动作,下面对上一篇文章中提到的桥式电路中各SiC MOSFET的电压和电流波形进行详细说明。下面的波形图与上次的波形图是相同的。我们和前面的等效电路图结合起来进行说明。  当正的VG被施加给LS侧栅极信号以使LS侧ON时,Gate-Source间电容(CGS)开始充电,VGS上升,当达到SiC MOSFET的栅极阈值电压(VGS(th))以上时, LS的ID开始流动,同时从源极流向漏极方向的HS侧ID开始减少。这个时间范围就是前一篇文章中定义的T1(见波形图最下方)。  接下来,当HS侧的ID变为零、寄生二极管 Turn-off时,与中间点的电压(VSW)开始下降的同时,将对HS侧的Drain-Source间电容(CDS)及Drain-Gate间电容(CGD)进行充电(波形图T2)。对该HS侧的CDS+CGD充电(LS侧放电)完成后,当LS侧的VGS达到指定的电压值,LS侧的 Turn-on动作完成。  而Turn-off动作则在LS侧VG OFF时开始,LS侧的CGS蓄积的电荷开始放电,当达到SiC MOSFET的平台电压(进入米勒效应区)时,LS侧的VDS开始上升,同时VSW上升。  在这个时间点,大部分负载电流仍在LS侧流动(波形图T4),HS侧的寄生二极管还没有转流电流。LS侧的CDS+CGD充电(HS侧为放电)完成时,VSW超过输入电压(E),HS侧的寄生二极管Turn-on,LS侧的ID开始转向HS侧流动(波形图T5)。  LS侧的ID最终变为零,进入死区时间(波形图T6),当正的VG被印加给HS侧MOSFET的栅极信号时Turn-on,进入同步工作时间(波形图T7)。  在这一系列的开关工作中,HS侧和LS侧MOSFET的VDS和ID变化导致的各种栅极电流流动,造成了与施加信号VG不同的VGS变化。具体内容将在下一篇文章进行详细说明。  AMEYA360优势料号  SCT4018KRC15:  1200V, 18mΩ, 4引脚THD, 沟槽结构, SiC MOSFET  SCT4026DLLTRDC:  750V, 61A, 9引脚SMD,沟槽结构,碳化硅(SiC) MOSFET  SCT4036DLLTRDC:  750V, 46A, 9引脚SMD, 沟槽结构, SiC(碳化硅)MOSFET  SCT4045DLLTRDC:  750V, 37A, 9引脚SMD,沟槽结构,SiC(碳化硅)MOSFET  SCT4036KRC15:  1200V, 36mΩ, 4引脚THD, 沟槽结构, SiC MOSFET  AMEYA360作为ROHM官方授权代理商,可提供上述全系列SiC器件的选型参考、样品申请、现货供应及配套技术支持,助力工程师快速完成SiC方案评估与落地。欢迎联系Ameya获取更多ROHM SiC产品信息与支持。
发布时间:2026-10-20 13:02 阅读量:221 继续阅读>>
AMEYA360代理丨ROHM SiC核心器件篇:SiC-<span style='color:red'>MOS</span>FET-体二极管的特性
  上一章介绍了与IGBT的区别。本章将对SiC-MOSFET的体二极管的正向特性与反向恢复特性进行说明。  如图所示,MOSFET(不局限于SiC-MOSFET)在漏极-源极间存在体二极管。从MOSFET的结构上讲,体二极管是由源极-漏极间的pn结形成的,也被称为“寄生二极管”或“内部二极管”。对于MOSFET来说,体二极管的性能是重要的参数之一,在应用中使用时,其性能发挥着至关重要的作用。  SiC-MOSFET体二极管的正向特性  下图表示SiC-MOSFET的Vds-Id特性。在SiC-MOSFET中,以源极为基准向漏极施加负电压,体二极管为正向偏置状态。该图中Vgs=0V的绿色曲线基本上表示出体二极管的Vf特性,。Vgs为0V即MOSFET在关断状态下,没有通道电流,因此该条件下的Vd-Id特性可以说是体二极管的Vf-If特性。如“ROHM SiC基础篇:为何SiC能成为新能源主力器件?”中“何谓碳化硅”中提到的,SiC的带隙更宽,Vf比Si-MOSFET大得多。  而在给栅极-源极间施加18V电压、SiC-MOSFET导通的条件下,电阻更小的通道部分(而非体二极管部分)流过的电流占支配低位。为方便从结构角度理解各种状态,下面还给出了MOSFET的截面图。  SiC-MOSFET体二极管的反向恢复特性  MOSFET体二极管的另一个重要特性是反向恢复时间(trr)。trr是二极管开关特性相关的重要参数这一点在SiC肖特基势垒二极管一文中也已说明过。不言而喻,MOSFET的体二极管是具有pn结的二极管,因而存在反向恢复现象,其特性表现为反向恢复时间(trr)。下面是1000V耐压的Si-MOSFET和SiC-MOSFET SCT2080KE的trr特性比较。  如图所示,示例的Si-MOSFET的trr较慢,流过较大的Irr。而SiC-MOSFET SCT2080KE的体二极管速度则非常快。trr、Irr均为几乎可忽略的水平,恢复损耗Err已经大幅降低。  AMEYA36优势料号  SCT4018KRC15:  1200V, 18mΩ, 4引脚THD, 沟槽结构, SiC MOSFET  SCT4026DLLTRDC:  750V, 61A, 9引脚SMD,沟槽结构,碳化硅(SiC) MOSFET  SCT4036DLLTRDC:  750V, 46A, 9引脚SMD, 沟槽结构, SiC(碳化硅)MOSFET  SCT4045DLLTRDC:  750V, 37A, 9引脚SMD,沟槽结构,SiC(碳化硅)MOSFET  SCT4036KRC15:  1200V, 36mΩ, 4引脚THD, 沟槽结构, SiC MOSFET  AMEYA360作为ROHM官方授权代理商,可提供上述全系列SiC器件的选型参考、样品申请、现货供应及配套技术支持,助力工程师快速完成SiC方案评估与落地。欢迎联系Ameya获取更多ROHM SiC产品信息与支持。
发布时间:2026-10-16 14:31 阅读量:312 继续阅读>>
AMEYA360代理丨ROHM SiC核心器件篇:SiC-<span style='color:red'>MOS</span>FET与IGBT的区别
  上一章针对与Si-MOSFET的区别,介绍了关于SiC-MOSFET驱动方法的两个关键要点。本章将针对与IGBT的区别进行介绍。AMEYA360 作为 ROHM 官方授权代理商,可为工程师提供 SiC 器件选型、驱动调试等配套技术支持。  与IGBT的区别:Vd-Id特性  Vd‑Id 特性是晶体管的基础特性,下文对比了 25℃与 150℃条件下的 Vd‑Id 特性表现。  观察 25℃下的特性曲线可以发现,SiC‑MOSFET 与 Si‑MOSFET 的漏极电流 Id 会随漏源电压 Vds 呈线性上升;而 IGBT 存在导通阈值压降,因此在小电流区间内,MOSFET 器件的 Vds 更低(对应 IGBT 为集电极电流、集电极‑发射极电压)。Vd‑Id 特性本质上也反映器件的导通电阻特性。依据欧姆定律,相同 Id 条件下 Vd 越小,导通电阻就越小;特性曲线斜率越陡峭,导通电阻性能越优异。  IGBT的低Vd(或低Id)范围(在本例中是Vd到1V左右的范围),在IGBT中是可忽略不计的范围。这在高电压大电流应用中不会构成问题,但当用电设备的电力需求从低功率到高功率范围较宽时,低功率范围的效率并不高。  与之相对,SiC‑MOSFET 能够在更宽的工作区间维持较低的导通电阻。  另一方面,温度升至 150℃时,Si‑MOSFET、SiC‑MOSFET 的特性曲线斜率均会变小,导通电阻随之上升。不过 SiC‑MOSFET 受温度影响幅度更小:25℃时导通性能接近的器件,高温环境下二者差距会进一步拉开,SiC‑MOSFET 导通电阻的温度漂移显著更低。  与IGBT的区别:关断损耗特性  前文多次提及,SiC 功率器件具备出色的开关性能,可实现大功率工况下的高速开关。下面具体对比其与 IGBT 的开关损耗差异。  IGBT 器件关断时,受自身器件结构影响会产生拖尾电流,造成关断损耗增大,这是 IGBT 固有的特性。  对比关断波形能够看出,SiC‑MOSFET 从原理上不存在拖尾电流,因此关断损耗可以做到很低。本次测试中,SiC‑MOSFET 搭配 SBD 肖特基势垒二极管方案,相较于 IGBT 搭配 FRD 快速恢复二极管方案,关断损耗 Eoff 降低 88%。  还有一点需要注意:IGBT 的拖尾电流会随着工作温度升高而增大。另外,想要实现 SiC‑MOSFET 高速开关,需要合理配置外部栅极电阻 Rg,这一点在前面对比 Si‑MOSFET 的章节中已经做过说明。针对栅极电阻调试、驱动电路设计等实操问题,AMEYA360 可提供技术协助。  与IGBT的区别:导通损耗特性  接下来看开关导通时的损耗。  IGBT 开通瞬间会出现图中蓝色 Ic 波形红色虚框所示的电流分量,该电流主要来自二极管反向恢复电流,是 IGBT 开通损耗的主要来源。值得留意:搭配 SiC‑SBD 使用时,凭借其优异的反向恢复特性,MOSFET 的开通损耗可以得到有效抑制;而配套 FRD 使用时,开通损耗会和 IGBT 拖尾电流一样,随温度升高进一步增大。  综上,从开关损耗整体表现来看,SiC‑MOSFET 性能明显优于 IGBT。  注:以上数据均来自 ROHM 内部测试环境。受驱动电路等外部条件影响,实际测试结果会存在一定差异。  AMEYA36优势料号  SCT4018KRC15:  1200V, 18mΩ, 4引脚THD, 沟槽结构, SiC MOSFET  SCT4026DLLTRDC:  750V, 61A, 9引脚SMD,沟槽结构,碳化硅(SiC) MOSFET  SCT4036DLLTRDC:  750V, 46A, 9引脚SMD, 沟槽结构, SiC(碳化硅)MOSFET  SCT4045DLLTRDC:  750V, 37A, 9引脚SMD,沟槽结构,SiC(碳化硅)MOSFET  SCT4036KRC15:  1200V, 36mΩ, 4引脚THD, 沟槽结构, SiC MOSFET  AMEYA360作为ROHM官方授权代理商,可提供上述全系列SiC器件的选型参考、样品申请、现货供应及配套技术支持,助力工程师快速完成SiC方案评估与落地。欢迎联系Ameya获取更多ROHM SiC产品信息与支持。
发布时间:2026-10-14 10:13 阅读量:357 继续阅读>>
AMEYA360代理丨ROHM SiC核心器件篇:SiC‑<span style='color:red'>MOS</span>FET 核心特性与驱动设计要点
  ROHM(罗姆)成立于1958年,总部位于日本京都,是全球知名半导体制造商,深耕碳化硅(SiC)技术多年,拥有自研SiC工艺与迭代升级的第四代、第五代SiC器件,产品以超低导通电阻、极低开关损耗、高耐温高可靠著称,覆盖SiC-SBD、SiC-MOSFET、全SiC功率模块及混合SiC模块等。Ameya360作为ROHM官方授权代理商,全权承接ROHM全系列高性能SiC器件,可为客户提供原厂正品现货、精准选型、样品申请、技术方案支持、BOM配套及全程售后配套服务。  继前篇结束的SiC-SBD之后,本篇进入SiC-MOSFET相关的内容介绍。功率转换电路中的晶体管的作用非常重要,为进一步实现低损耗与应用尺寸小型化,一直在进行各种改良。SiC功率元器件半导体的优势前面已经介绍过,如低损耗、高速开关、高温工作等,显而易见这些优势是非常有用的。本章将通过其他功率晶体管的比较,进一步加深对SiC-MOSFET的理解。  SiC-MOSFET的特征  SiC-SBD的章节中也使用了类似的图介绍了耐压覆盖范围。本图也同样,通过与Si功率元器件的比较,来表示SiC-MOSFET的耐压范围。  目前SiC-MOSFET有用的范围是耐压600V以上、特别是1kV以上。关于优势,现将1kV以上的产品与当前主流的Si-IGBT来比较一下看看。相对于IGBT,SiC-MOSFET降低了开关关断时的损耗,实现了高频率工作,有助于应用的小型化。相对于同等耐压的SJ-MOSFET(超级结MOSFET),导通电阻较小,可减少相同导通电阻的芯片面积,并显著降低恢复损耗。  下表是600V~2000V耐压的功率元器件的特征汇总。  雷达图的RonA为单位面积的导通电阻(表示传导时损耗的参数),BV为元器件耐压,Err为恢复损耗,Eoff为关断开关的损耗。SiC已经很完美,在目前情况的比较中绝非高估。  继前篇内容,继续进行各功率晶体管的比较。本篇比较结构和特征。  功率晶体管的结构与特征比较  下图是各功率晶体管的结构、耐压、导通电阻、开关速度的比较。  使用的工艺技术不同结构也不同,因而电气特征也不同。补充说明一下,DMOS是平面型的MOSFET,是常见的结构。Si的功率MOSFET,因其高耐压且可降低导通电阻,近年来超级结(Super Junction)结构的MOSFET(以下简称“SJ-MOSFET”)应用越来越广泛。关于SiC-MOSFET,这里给出了DMOS结构,不过目前ROHM已经开始量产特性更优异的沟槽式结构的SiC-MOSFET。具体情况计划后续进行介绍。  在特征方面,Si-DMOS存在导通电阻方面的课题,如前所述通过采用SJ-MOSFET结构来改善导通电阻。IGBT在导通电阻和耐压方面表现优异,但存在开关速度方面的课题。SiC-DMOS在耐压、导通电阻、开关速度方面表现都很优异,而且在高温条件下的工作也表现良好,可以说是具有极大优势的开关元件。  这张图是各晶体管标准化的导通电阻和耐压图表。从图中可以看出,理论上SiC-DMOS的耐压能力更高,可制作低导通电阻的晶体管。目前SiC-DMOS的特性现状是用椭圆围起来的范围。通过未来的发展,性能有望进一步提升。  从本文开始,将逐一进行SiC-MOSFET与其他功率晶体管的比较。  本文将介绍与Si-MOSFET的区别。尚未使用过SiC-MOSFET的人,与其详细研究每个参数,不如先弄清楚驱动方法等与Si-MOSFET有怎样的区别。在这里介绍SiC-MOSFET的驱动与Si-MOSFET的比较中应该注意的两个关键要点。  与Si-MOSFET的区别:驱动电压  SiC-MOSFET与Si-MOSFET相比,由于漂移层电阻低,通道电阻高,因此具有驱动电压即栅极-源极间电压Vgs越高导通电阻越低的特性。下图表示SiC-MOSFET的导通电阻与Vgs的关系。  导通电阻从Vgs为20V左右开始变化(下降)逐渐减少,接近最小值。一般的IGBT和Si-MOSFET的驱动电压为Vgs=10~15V,而SiC-MOSFET建议在Vgs=18V前后驱动,以充分获得低导通电阻。也就是说,两者的区别之一是驱动电压要比Si-MOSFET高。与Si-MOSFET进行替换时,还需要探讨栅极驱动器电路。  与Si-MOSFET的区别:内部栅极电阻  SiC-MOSFET元件本身(芯片)的内部栅极电阻Rg依赖于栅电极材料的薄层电阻和芯片尺寸。如果是相同设计,则与芯片尺寸成反比,芯片越小栅极电阻越高。同等能力下,SiC-MOSFET的芯片尺寸比Si元器件的小,因此栅极电容小,但内部栅极电阻增大。例如,1200V 80mΩ产品(S2301为裸芯片产品)的内部栅极电阻约为6.3Ω。  这不仅局限于SiC-MOSFET,MOSFET的开关时间依赖于外置栅极电阻和上面介绍的内部栅极电阻合在一起的综合栅极电阻值。SiC-MOSFET的内部栅极电阻比Si-MOSFET大,因此要想实现高速开关,需要使外置栅极电阻尽量小,小到几Ω左右。  但是,外置栅极电阻还承担着对抗施加于栅极的浪涌的任务,因此必须注意与浪涌保护之间的良好平衡。  SiC-MOSFET在耐压、导通电阻、开关速度及高温工作方面均表现优异,尤其适用于600V以上、特别是1kV以上的高耐压场景,相比Si-IGBT可降低关断损耗、实现高频工作,相比SJ-MOSFET导通电阻更小、恢复损耗显著降低。与Si-MOSFET替换时,需注意驱动电压建议在Vgs=18V前后,且内部栅极电阻较大,应尽量减小外置栅极电阻,同时兼顾浪涌保护。  ROHM 罗姆不仅量产平面 DMOS 结构 SiC‑MOSFET,更推出性能更优的沟槽型 SiC‑MOSFET 产品,后续我们将继续拆解沟槽 SiC‑MOSFET 相关技术细节。 AMEYA360 作为 ROHM 官方授权代理商,可提供全系列 SiC 器件样品申请、现货供应、选型参考与技术支持服务。
发布时间:2026-10-13 16:58 阅读量:354 继续阅读>>
安森德丨<span style='color:red'>MOS</span>管在电机驱动中的重要作用
  电机驱动板上的很多问题,最后都会落到同一类器件上:MOS管。  电机为什么不转?为什么发热?为什么调速响应慢?为什么一上大电流就容易烧管?表面看是算法、PWM频率或散热问题,往功率级追,往往都绕不开它的导通损耗、开关损耗和栅极驱动是否到位。  在电机控制器里,MCU负责算法、换相逻辑和PWM运算,输出微弱控制信号;栅极驱动把信号放大为合适的Vgs和驱动电流;真正承受母线电压、完成大电流通断、把电能按节拍送进电机绕组的,是MOS管。  所以,看懂MOS管,就看懂了电机驱动的底层逻辑。  一、MOS管基础定义  MOS管属于功率半导体开关器件,依靠栅极G电压来控制漏极D、源极S的导通与关断。  开关速度快、损耗低,是逆变器、电机驱动板最基础的功率开关  二 、MOS在电机控制中的作用  1. 三相桥/H桥电路:6颗MOS管组成三相逆变桥,把直流母线电压逆变成三相交流电,供给无刷电机。  2. PWM脉宽调制:MOS管高速通断,调节输出电压大小,以此控制电机转速、输出扭矩。  3. 功率执行:承受大电压、大电流,把单片机的微弱控制信号放大,驱动电机工作。  三、MOS的重要选型参数  Vds漏源耐压:选型第一指标,要大于实际工作电压,预留余量。  • Id最大持续工作电流:决定MOS管可以承载多大负载电流。  • Rds(on)导通电阻:导通内阻,阻值越小,发热损耗越低。  • Qg栅极电荷:影响开关速度,高频电机驱动需要低Qg型号。  电机驱动优先选低导通电阻、高开关频率的功率MOS管。  四、MCU单片机 VS MOS管  • 单片机MCU:负责算法、PWM逻辑运算,输出微弱控制信号,不直接扛大电流。  • MOS管:功率执行器件,接收MCU指令,完成大电流的通断。  二者配合,单片机发指令,MOS管执行开关动作,才能驱动电机运转。  五、选型实战:两款值得关注的电机驱动MOS  前面把原理和选型逻辑讲清楚了,落到具体选型,很多工程师会问:有没有可以直接参考的型号?  下面以安森德 ASDM 系列为例,挑出两款在电机驱动中很有代表性的互补型 MOS:一款主打低压高频,一款主打中压高效。它们都是 SOP-8 封装,适合用于电机驱动中的 H 桥或三相桥臂设计。  1. ASDM4606S:30V互补型,低压电机驱动优选  核心特性:  N/P 沟道互补,VDS 30V/-30V,VGS ±20V,Vth 2.5V/-2.5V  Rds(on)@10V:N 管 16mΩ,P 管 36mΩ  Rds(on)@4.5V:N 管 24mΩ,P 管 57mΩ  Id:N 管 8A,P 管 -6A  Ciss:N 管 386pF,P 管 484pF  Qg:N 管 5nC,P 管 14nC  SOP-8 封装  产品优势:  适合 12V 低压电机,如散热风扇、云台电机、小型水泵等。  极低导通内阻,显著降低低压大电流下的导通损耗和温升。  4.5V 驱动下仍保持低内阻,兼容 MCU 与低压栅极驱动,简化控制板设计。  超低 Qg 和 Ciss,适合高频 PWM,调速响应快、运行更平稳。  互补型集成,简化 H 桥或三相桥臂设计,节省 PCB 空间。  2. ASDM4976S:60V互补型,中压电机驱动利器  核心特性:  N/P 沟道互补,VDS 60V/-60V,VGS ±20V,Vth 2.5V/-2.5V  Rds(on)@10V:N 管 25mΩ,P 管 64mΩ  Rds(on)@4.5V:N 管 32mΩ,P 管 82mΩ  Id:N 管 6A,P 管 -6A  Ciss:N 管 1040pF,P 管 988pF  Qg:N 管 5nC,P 管 14nC  SOP-8 封装  产品优势:  适合 24V 中压电机,如电动工具、轻型电动车、园林工具等。  60V 耐压为 48V 系统提供充足余量,应对电机启停和换相时的反电动势与关断尖峰。  25mΩ 低内阻,减少大扭矩场景下的能量损耗,提升电池续航。  5nC 低 Qg,高频 PWM 下开关损耗低,有效降低转矩脉动和噪音。  互补型 SOP-8 封装,便于紧凑型电机控制器设计。
关键词:
发布时间:2026-10-12 11:16 阅读量:241 继续阅读>>
安森德丨浅谈SiC <span style='color:red'>MOS</span>FET驱动设计的选择
  对于不少电源工程师而言,SiC MOSFET往往与负压关断绑定使用,但从实际拓扑来看,负压并非所有SiC应用的必选项。  一、负压关断主要解决什么问题?  SiC MOSFET 的开关速度远快于传统硅 MOSFET,其漏源电压变化率可达 50~100 V/ns。快速开关虽然有利于降低开关损耗,但也使器件更容易受到寄生参数和驱动回路的影响。  在半桥等桥臂拓扑中,当高边 MOSFET 快速开通时,低边 MOSFET 的 VDS 会急剧变化。由此产生的高 dv/dt 会经由低边器件的栅漏电容 Cgd,也就是米勒电容,耦合到栅极,并注入位移电流。  如果驱动回路抑制干扰的能力不足,这股位移电流就可能在栅极形成瞬态 VGS 尖峰,使原本处于关断状态的 MOSFET 被抬升到阈值电压以上。SiC MOSFET 的阈值电压通常约为 2.7~4 V,一旦发生误开通,上下桥臂便会同时导通,进而可能造成直通短路。  从图中可以看到,高边Q1高速开通时,低边Q2承受快速变化的VDS,Cgd产生的位移电流会流入栅极,并形成瞬态VGS尖峰。  米勒串扰的形成通常包含三个关键条件:高dv/dt、Cgd耦合通道,以及另一只处于关断状态的互补开关管。其中前两项来自器件自身特性,而是否存在互补开关,则由具体拓扑决定。  这也意味着,判断SiC MOSFET是否需要负压关断,不能只看器件本身,更要看它工作在什么拓扑中。  二、单管拓扑为何可以采用0V关断?  反激是消费类适配器、辅助电源等场景中非常典型的单管拓扑,初级功率回路只有一只主开关MOSFET,不存在另一只与其构成互补关系的高速功率管。  在MOSFET关断过程中,其漏极电压同样会快速上升,dv/dt也会通过自身Cgd影响栅极。但这种作用属于器件自身的电容耦合,不存在桥臂结构中“一只MOSFET开通,干扰另一只MOSFET”的跨器件路径。  因此,从米勒串扰和桥臂直通这一角度来看,反激拓扑并不依赖负压关断,可以采用0V关断方案。相比负压关断,其主要代价是关断速度有所降低,并带来一定的额外关断损耗。  三、正激、Buck同样不存在互补开关串扰  相同的判断逻辑也适用于单管正激和传统Buck拓扑。  单管正激通过一只主开关管控制变压器初级能量传递,并没有半桥、全桥结构中的高速互补开关,因此不存在另一只功率MOSFET受到米勒耦合后发生误导通的问题。  Buck拓扑则由主动开关、续流器件以及储能电感组成,基本功率级同样只有一只主动开关。  对于这类拓扑,开关节点的dv/dt主要作用于器件自身,不会形成桥臂拓扑中的跨器件串扰路径,因此从抗米勒误导通的需求来看,可以采用0V关断,无需额外增加负压生成电路。  四、普通Boost及传统Boost PFC与图腾柱PFC要区别看待  PFC是另一个容易产生误解的应用。  普通Boost/传统Boost PFC由一只主动MOSFET、升压电感以及续流二极管构成,本质上仍属于单管升压结构。  普通 Boost 与传统 Boost PFC 中,承担主动开关作用的通常只有一只 MOSFET,并没有另一只高速互补功率管参与桥臂交替工作,因此它们的驱动判断思路与反激、Buck 较为接近:采用 0V 关断通常就能满足需求,也无需再为负压驱动额外增加电路。图腾柱 PFC 则不能按这一逻辑处理。它为降低整流损耗,高频桥臂一般由两只功率 MOSFET 构成,已经属于典型的桥式功率级。当其中一只器件快速开关时,另一只关断管会承受较高的 dv/dt,并可能通过 Cgd 耦合到栅极,进而出现米勒串扰,严重时甚至误导通。因此,图腾柱 PFC 更应重视负压关断,以提升关断期间的抗干扰余量。换言之,“PFC 一定要用负压”这种说法并不准确,驱动方案最终仍要由具体电路结构来决定。  五、两只开关管,也不一定属于桥臂结构  判断是否需要负压关断,也不能简单按照开关管数量进行划分。  以双管正激为例,虽然初级侧使用两只MOSFET,但两只器件采用同时开通、同时关断的工作方式,并不是半桥、全桥中交替工作的互补开关关系。  因此,双管正激并不存在典型的“一侧高速开通,导致另一侧关断器件受到米勒串扰”的工作条件,也不存在传统桥臂结构中的上下管互补直通路径。  双管反激同样属于类似情况,两只功率器件采用同开同关方式,因此从米勒串扰角度来看,也可以采用0V关断。  安森德半导体(ASDsemi),以呼应市场应用需求特研发推出以下SiC MOSFET,以满足客户灵活设计参数要求。  SiC MOSFET是否采用负压关断,并没有放之四海而皆准的结论。负压关断的关键作用之一,是应对桥式拓扑中高 dv/dt 通过 Cgd 耦合到栅极后造成的米勒串扰与误开通。因此,半桥、全桥、图腾柱 PFC 等带有高速互补开关的功率级,借助负压关断可以提升关断状态下的抗干扰能力。相反,反激、单管正激、Buck、普通 Boost、传统 Boost PFC,以及部分同开同关的双管拓扑,并不存在这种跨器件的串扰通路,因此可在效率、成本、PCB 面积和驱动复杂度之间权衡,选择 0V 或负压关断。对电源工程师而言,SiC MOSFET 驱动设计的核心不是套用“SiC 必须负压”的既有经验,而是依据器件参数、拓扑结构和开关时序进行判断;在保障可靠性的前提下减少不必要的外围电路,也是 SiC 器件迈向高集成、高功率密度应用的重要方向。  安森德MOS产品依托自研工艺,可以定制各类高效MOSFET,提供系统级解决方案,助力品牌快充实现丝滑迭代、高良率大规模量产。例如:在45W~240W的主流快充中,我们推荐以下型号的同步整流MOS,支持电源产品做紧凑PCB布局,帮助您通过高频工况EMI,打造高可靠、低Ciss、成本友好的的同步整流电路,单颗覆盖功率范围广,可减少物料种类。
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发布时间:2026-09-20 10:39 阅读量:340 继续阅读>>
别再乱选 <span style='color:red'>MOS</span> 管和二极管!这些参数别忽略
  在电子电路设计中,MOS 管和二极管是最常用、也最容易被“随手替代”的器件。很多人选型时只看“能不能用”,却忽略了关键参数,结果往往是电路发热、效率下降、频繁损坏,甚至整机失效。  实际上,MOS 管和二极管的选型并不复杂,关键是抓住几个核心参数,避免盲目替换。  一、MOS 管选型时要重点看哪些参数?  MOS 管常用于开关控制、电源转换、电机驱动等场景。选型时不能只看型号名称或封装,以下参数尤其重要。  1. 漏源电压 VDS  VDS 表示 MOS 管能够承受的最大漏极与源极之间电压。  如果实际工作电压接近或超过这个值,MOS 管很容易被击穿。通常建议留有足够余量,不能“刚刚好”就拿来用。  2. 漏极电流 ID  ID 代表 MOS 管允许通过的最大电流。  但要注意,这个参数并不是随便写在数据手册上就能直接照搬使用的,还要结合散热条件、环境温度和散热片设计来判断。实际工作中,电流能力往往要打折扣。  3. 导通电阻 RDS(on)  RDS(on) 是衡量 MOS 管导通损耗的重要指标。  导通电阻越小,压降越低,发热越少,效率也越高。尤其在大电流电路中,这个参数非常关键。如果选得不好,MOS 管即使没有击穿,也可能因为发热太大而失效。  4. 栅极驱动电压 VGS  很多人容易忽略 MOS 管并不是“随便给个电压就能完全导通”。  不同 MOS 管的栅极驱动要求不同,有些是标准型,有些是逻辑电平型。如果驱动电压不足,MOS 管不能完全导通,导通损耗会明显增加。  5. 栅极电荷 Qg  在高频开关电路中,Qg 很重要。  栅极电荷越大,驱动它所需的能量越多,开关速度也可能越慢。对于 PWM、电源转换等场景,Qg 会直接影响效率和开关损耗。  6. 封装与散热能力  同样参数的 MOS 管,不同封装的散热能力可能差别很大。  在 PCB 设计中,要注意铜箔面积、散热路径和热阻,否则纸面参数再漂亮,实际也可能热得不行。  二、二极管选型时不能只看“能通电”  二极管看似简单,但在整流、续流、保护、钳位等场景中,选错同样会出问题。  1. 最大反向电压 VRRM  这是二极管能够承受的最高反向电压。  如果反向电压超标,二极管会被反向击穿。设计时一定要预留余量,尤其在电源浪涌较大的场合。  2. 正向电流 IF  正向电流决定了二极管能够长期承受多大的电流。  但除了平均电流,还要注意浪涌电流能力,否则上电瞬间可能直接损坏。  3. 正向压降 VF  VF 越大,二极管发热越明显,效率越低。  在低压大电流系统中,哪怕只是多出一点压降,都会造成明显损耗。因此很多场合会优先选用肖特基二极管,以降低压降。  4. 反向恢复时间 trr  如果电路工作频率较高,比如开关电源或高频整流,反向恢复时间非常关键。  普通整流二极管恢复慢,可能导致额外损耗和电磁干扰。此时应根据电路频率选择快恢复二极管、超快恢复二极管或肖特基二极管。  5. 结温与散热条件  二极管同样会发热,且温度越高,性能越容易下降。  如果散热设计不好,二极管会长期处于高温状态,可靠性会明显降低。  三、常见选型误区  1. 只看电压,不看电流  很多人觉得“电压够就行”,但器件最常坏的往往是过流和过热。  2. 只看额定值,不看工作条件  数据手册上的额定参数通常是在理想条件下测得,实际应用中必须考虑温度、频率、散热和脉冲冲击。  3. 随便找同类器件替代  不同厂家、不同批次、不同封装的器件性能差异都可能很大,不能只看型号相近就直接替换。  4. 忽略驱动能力  MOS 管不是“有电压就能完全开通”,驱动电路设计不合理,器件再好也发挥不出来。  四、选型时的实用建议  先明确电路工作电压、电流和频率。  给器件留足裕量,不要卡着极限选。  关注损耗指标,而不只是最大额定值。  查看封装散热和PCB布局条件。  高速、高频场合优先考虑开关特性。  不确定时,优先参考典型应用电路和厂家推荐方案。  总结来说,MOS 管和二极管虽然常见,但选型绝不能马虎。电压、电流、损耗、驱动、恢复时间、散热能力,这些参数缺一不可。只有真正理解器件参数与电路应用之间的关系,才能避免“看起来能用,实际上很容易坏”的问题。
发布时间:2026-09-18 10:02 阅读量:333 继续阅读>>
低开关损耗,轻载高效 | 维安FR-VD<span style='color:red'>MOS</span>FET适配冰箱新国标
  2026年6月1日开始实施 《家用电冰箱耗电量限定值及能效等级》GB 12021.2-2025。核心变化是,能效指标大幅度提升,准入门槛大幅度提高,耗电量限定值准入门槛提高30%~40%,预计约20%以上的高耗能产品将被淘汰。为应对该国标的执行,倒逼企业在高效压缩机、隔热材料、控制系统三大核心领域技术升级。  冰箱材料成本进一步增加,为应对行业发展及降本的需求, 维安(WAYON) 开发出FR-MOSFET应用于冰箱压缩机变频控制。  MOSFET与  IGBT器件的特点与对比  MOSFET与IGBT器件对比  MOSFET与IGBT效率的对比  1  轻载区间(<150W)  MOSFET(红色曲线)效率显著高于 IGBT(蓝色曲线)。  MOSFET 开关速度为 ns 级,开关损耗极低;轻载下开关损耗是总损耗主要部分,IGBT 存在电流拖尾,开关损耗大,因此轻载效率劣势明显。  2  中载交叉点(约 150W)  两者效率曲线交汇,此时两种器件的开关损耗 + 导通损耗总和基本持平。  3  重载 / 满载区间(>150W)  IGBT 效率反超 MOSFET 且持续上升,MOSFET 效率开始回落。  重载时导通损耗成为主要损耗来源,IGBT 饱和压降VCE(sat)固定,大电流下导通损耗增长平缓;MOSFET 导通损耗随电流平方上升(P=I2RDS(ON)),大电流下导通损耗快速恶化,效率下降。  FR-VDMOSFET与  IGBT实测对比  A、器件损耗对比:  FRMOS 的开关损耗低于IGBT。  B、耗能对比:  FRMOS 能耗相较于IGBT降低了15.8%。  C、温升对比  环境温度26℃的情况下,IGBT与维安FRMOS的温升基本一致。  典型应用:电机驱动  基于以上对比,维安开发的FR‑VDMOSFET,适用于 200W 以下冰箱压缩机驱动,更好的适配冰箱工况,提升效率,降低成本。  推荐选型
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发布时间:2026-08-31 10:28 阅读量:404 继续阅读>>
 士兰微丨新一代80V SGT LV<span style='color:red'>MOS</span>,助力服务器电源迈向能效新高度
  AI算力需求爆发叠加数据中心能效标准持续升级,服务器电源已从满足基础能效迈入极致高效、高功率密度的迭代阶段。功率器件的导通与开关损耗,是制约服务器电源效率、散热与整机性能的核心因素。数据中心供电架构向800Vdc母线架构演进趋势下,导通电阻、栅极电荷的微小差异,都会显著放大整机功耗与温升问题。  士兰微依托自研先进屏蔽栅沟槽SGT G3+工艺平台,面向AI服务器PSU高功率密度需求,推出两颗新一代80V N沟道功率MOSFET:SVGP081R4NL5S-3HE、SVGP081R4NL5SCE-3HE,以1.2mΩ典型导通电阻与85nC典型栅极电荷的优异组合,精准平衡导通损耗与开关损耗,具备业界领先的FOM(品质因数)。  封装选型  ● SVGP081R4NL5S-3HE:PDFN 5*6(单面散热),热量通过底部焊盘向 PCB 散热,兼容常规 PCB 设计,适合常规散热条件的服务器电源设计。  ● SVGP081R4NL5SCE-3HE:PDFN 5*6 DSC(双面散热),芯片顶部可外接散热器,底部+顶部双面导热,热阻显著降低,大幅提升大电流下的载流能力,助力功率密度提升。  产品核心参数速览  SVGP081R4NL5S-3HE、SVGP081R4NL5SCE-3HE专为高功率密度、高效率服务器电源应用打造。在新一代SGT工艺平台下,实现了单位面积导通电阻(RSP)、品质因数(FOM)、输出电容(Coss )的三重突破,以均衡的损耗控制与优异的高频性能,完美适配AI数据中心高密、高效、高可靠应用场景。  01 更低导通电阻,让大电流路径更“冷”  在PDFN5×6封装尺寸下,SVGP081R4NL5S-3HE、SVGP081R4NL5SCE-3HE将最大导通电阻做到1.4mΩ,典型值仅1.2mΩ,单位面积导通电阻(RSP)较上一代降低27%,导通损耗显著降低,有效降低高密度电源模块的热管理压力,散热设计得以简化,系统可靠性同步提升。  02 开关损耗大幅降低,让高频开关更“省”  栅极电荷Qg典型值为85nC,品质因数FOM(Qg × RDS(on))= 119,较上一代产品FOM值降低35%,与国际一线品牌产品同属行业第一梯队。FOM是衡量MOSFET导通损耗与开关损耗平衡能力的关键标尺。更小的Qg带来更快的开关速度与更低的驱动损耗,意味着在每次开关动作中“省”下更多能量。  03 更小输出电容,让高频转换更“快”  输出电容Coss典型值为1950pF,对比国际最先进工艺平台同规格产品减小约10%,在高频开关应用中优势凸显。输出电容决定了器件开关过渡的速度,在服务器电源高频化的趋势下,更小的输出电容意味着更快的开关过渡、更低的开关损耗,为更高开关频率的设计提供了空间。  04 双重散热方案,让器件选型更“活”  同一封装尺寸下,SVGP081R4NL5S-3HE与SVGP081R4NL5SCE-3HE分别支持单面散热与双面散热,两种散热路径使得选型更灵活。双面散热外形在底部散热基础上增加顶部导热通道,约20%~30%的热量经由顶部散发,能够减少热量向PCB积聚。使用不同材料和厚度的导热硅脂进行热仿真,相比同规格标准PDFN5×6封装,双面散热的热阻降低约66%,PCB的发热量(Tpcb-Ta)降低约30%,PCB自身温度降低,板上其他元器件(如电容、连接器)的热应力同步减小,有助于延长整个系统的寿命,实现器件同规格具备双选择。  在AI服务器电源系统中,SVGP081R4NL5S-3HE、SVGP081R4NL5SCE-3HE可部署于PSU的两个关键位置:PSU内部DC-DC副边同步整流(SR),以及电源输出侧的ORing FET。  图1 数据中心典型供电架构  在DC-DC转换级,副边SR管承担大电流传导与高频开关任务。以LLC谐振拓扑为例,SR管工作在ZVS(零电压开通)条件下,开通损耗可忽略,损耗主要来自导通压降与关断过程。因此,低RDS(on)是降低导通损耗的核心,低Qg有助于降低驱动损耗与关断损耗,低Coss可减小死区期间的充放电损耗。SVGP081R4NL5S-3HE、SVGP081R4NL5SCE-3HE以1.2mΩ典型RDS(on)、85nC Qg与1950pF Coss的均衡参数,适配高频LLC同步整流需求。  图2 服务器一次电源PSU内部拓扑(图腾柱PFC+LLC)  在服务器电源架构中,ORing FET通常串联于各PSU输出支路,常态下持续导通传输负载电流,故障时快速关断以实现隔离与防电流倒灌。因其几乎不参与开关动作,导通损耗(I²R)为主要损耗,低RDS(on)是核心选型指标;同时需具备足够的SOA与雪崩耐量,以承受热插拔及故障切换带来的瞬态应力。SVGP081R4NL5S-3HE、SVGP081R4NL5SCE-3HE典型RDS(on)仅1.2mΩ,可有效降低大电流路径的发热与压降,提高电源工作效率。  图3 电源输出侧ORing FET 示意图  此外,SVGP081R4NL5S-3HE、SVGP081R4NL5SCE-3HE可进一步拓展至人形机器人等高景气赛道。以机器人关节模组为例,其低频大电流工况下,RDS(on)的毫欧级差异将被持续放大为显著的功耗与温升差异,SVGP081R4NL5S-3HE、SVGP081R4NL5SCE-3HE 助力应用降低损耗和温升,满足系统对高效率与高可靠性的双重需求。  全球AI服务器功率需求正高速增长,单颗处理器电流将突破10,000安培。在AI算力场景下,MOSFET 的RDS(on)和FOM每1%的优化对AI电源能效提升至关重要。顺应行业发展趋势,士兰微依托全新SGT工艺平台,重磅推出SVGP081R4NL5S-3HE、SVGP081R4NL5SCE-3HE两款器件。产品在导通电阻、栅极电荷、输出电容等核心关键参数实现全方位提升,高度适配 AI 服务器电源、具身智能等高要求应用场景,是理想的功率器件选型方案。
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发布时间:2026-08-28 11:00 阅读量:426 继续阅读>>
安森德丨拆了诗恩吹风机,发现一颗通吃三场景的40V <span style='color:red'>MOS</span>
  在电源与电机驱动的BOM表里,一颗料如果能同时覆盖「小家电、锂电充、电动工具」三大场景,往往意味着更低的备货风险和更高的供应链弹性。  充电头网近期拆解的诗恩MK01无线吹风机,就提供了一个极具参考价值的样本:其88W闪充底座(输出25.2V/3.5A)背面顶部,负责直流输出隔离开关的,正是安森德半导体(ASDsemi)的 ASDM40N60KQ(40V N-MOS,TO-252-2L)。  这不仅仅是一颗「吹风机底座里的MOS」,更是安森德40V中压MOS平台向多场景延伸的一个信号。  图:诗恩MK01无线吹风机  (图源:充电头网)  诗恩MK01底座架构要点  • 输入220-240V AC,经通嘉LD7790(PFC+QR反激二合一)→ 输出25.2V/3.5A(88W)  • 次级整流用MBRF20200CL,恒压恒流由DIODES AP4310A+EL817光耦闭环  • PCBA背面顶部:输出控制MOS + 电流取样电阻,后接充电触点与入座检测微动开关  • 吹风机本体:6串比克18650(2500mAh/30A)、11万转无刷电机(120W)、片状发热丝  一、诗恩MK01底座:无线小家电的输出开关样本  这个「输出控制MOS」位置不是同步整流,也不是电机驱动,而是「后端直流输出隔离开关」,工作逻辑很明确:• 吹风机未入座 → MOS关断,避免触点带电与误触• 微动开关确认入座 → 控制器驱动MOS导通,25.2V/3.5A给6串锂电充电• 过流/满充/异常 → MOS关断,配合前端CV/CC环路做硬件级截断  工况特点很典型:电压25.2V(峰值余量看40V档)、持续电流3.5A(启动/重入座有短时尖峰)、自然散热无独立散热器、TO-252靠PCB铜箔散热、全年在家电环境冷热循环。选料逻辑是「耐压留余量+导通损耗压住+抗浪涌EAS够大」,而不是单纯拼ID标称。  二、一颗40V MOS的「跨场景体质」  把诗恩底座的参数代入ASDM40N60KQ的规格书,你会发现它的参数分布非常「均衡」,没有明显的短板:  为什么它适合「跨场景」?• 对小家电(如吹风机底座):低RDS(on)保证不发热,400mJ EAS扛得住用户粗暴插拔• 对锂电充电器/户外电源:40V耐压适配6-7串锂电组,TO-252封装节省空间,适合做充放电隔离开关• 对电动工具坞站/园林工具:60A的ID余量和400mJ EAS,能应对电机堵转或电池入坞时的电流尖峰这种「耐压适中、导通极低、抗浪涌极强」的组合,让ASDM40N60KQ脱离了单一应用的限制,成为一款标准的「平台级通用料」。  图:诗恩MK01无线吹风机充电底座触点  (图源:充电头网)  三、TO-252在自然散热产品里的边界  很多工程师对TO-252的印象还停留在「小电流」,但ASDM40N60KQ在诗恩底座上的表现,重新定义了它的边界。  在25.2V/3.5A的应用中,其稳态导通损耗仅为:  不到0.1W的发热,加上TO-252底部露铜焊盘连接PCB大面积铜箔散热,使得它在无散热器、封闭塑胶外壳的环境下依然游刃有余。这意味着,对于那些受限于体积无法加装散热片的紧凑型充电底座、智能家电控制板、手持设备电源管理板,ASDM40N60KQ提供了一个既能满足电气性能、又不用妥协结构设计的选项。  图:安森德ASDM40N60KQ作为输出开关在  诗恩MK01无线吹风机充电底座运用  (图源:充电头网)  四、方案商入口:多口充/锂电充/小家电通用料  从摩米士65W拉拉线充电器里的30V VBUS开关,到诗恩88W吹风机底座的40V输出闸,安森德的中低压MOS平台正在快速覆盖电源管理的各个关键节点。  ASDM40N60KQ 的出现,为方案商提供了一个极具性价比的「40V通用选项」。如果你的项目涉及以下场景,这颗料值得放入你的BOM备选库:  • 25.2V/29.4V 锂电充电器(电动工具、吸尘器、无人机)• 无线小家电触点充电底座(吹风机、理发器、美容仪)• 户外电源/储能设备的电池组充放电隔离开关• 24V工业控制设备的电源分配单元(PDU)
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发布时间:2026-08-18 10:41 阅读量:432 继续阅读>>

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