碳化硅场效应管有双向特性吗?


碳化硅场效应管(SiC FET)通常不具备严格意义上的双向特性,但部分类型或特定应用场景下可实现类似双向导通功能,以下从不同类型碳化硅场效应管特性、实现“双向”功能的方式两方面展开介绍:
不同类型碳化硅场效应管的特性
SiC MOSFET(碳化硅金属 - 氧化物 - 半导体场效应晶体管)
单向导通特性:SiC MOSFET 本质上是一种单向导通器件。它有源极(S)、漏极(D)和栅极(G)三个电极,其内部结构决定了电流只能从漏极流向源极(对于N沟道器件)。当栅极施加合适的正向电压时,会在沟道中形成反型层,使器件导通;而当栅极电压不合适或为零时,器件截止,电流无法通过。
反向特性:在反向电压作用下,SiC MOSFET 内部的体二极管会导通。体二极管是SiC MOSFET在制造过程中形成的寄生二极管,其导通特性与普通二极管类似,但存在导通压降较大、反向恢复时间较长等问题,在高频应用中可能会产生较大的损耗。
SiC JFET(碳化硅结型场效应晶体管)
单向导通特性:SiC JFET同样具有单向导通特性。它通过栅极与沟道之间的PN结来控制沟道的导电性,电流只能在一个方向上顺利通过。当栅极电压使PN结反偏到一定程度时,沟道夹断,电流截止;当栅极电压使PN结正偏或反偏程度减小时,沟道导通,电流可以通过。
反向特性:与SiC MOSFET类似,SiC JFET在反向电压下也没有主动的导通能力,如果存在寄生二极管,反向电压会使寄生二极管导通。
实现“双向”功能的方式
虽然碳化硅场效应管本身是单向器件,但在实际应用中,可以通过一些电路设计来实现类似双向导通的功能,以下是几种常见方式:
背靠背连接
原理:将两个碳化硅场效应管背靠背连接,即一个器件的源极与另一个器件的源极相连,两个器件的栅极分别独立控制。这样,当正向电压施加在连接点两端时,其中一个器件导通,电流可以顺利通过;当反向电压施加时,另一个器件导通,电流同样可以通过。
应用场景:常用于需要双向电流控制的电路中,如交流 - 直流(AC - DC)变换器、直流 - 直流(DC - DC)变换器中的双向拓扑结构等。
集成双向开关
原理:一些厂商推出了集成双向开关的产品,其内部集成了两个碳化硅场效应管以及相关的驱动和控制电路。通过一个控制信号就可以实现对双向电流的控制,简化了电路设计。
应用场景:适用于对电路集成度和可靠性要求较高的应用,如电动汽车的双向充电系统、储能系统等。
责任编辑:Pan
【免责声明】
1、本文内容、数据、图表等来源于网络引用或其他公开资料,版权归属原作者、原发表出处。若版权所有方对本文的引用持有异议,请联系拍明芯城(marketing@iczoom.com),本方将及时处理。
2、本文的引用仅供读者交流学习使用,不涉及商业目的。
3、本文内容仅代表作者观点,拍明芯城不对内容的准确性、可靠性或完整性提供明示或暗示的保证。读者阅读本文后做出的决定或行为,是基于自主意愿和独立判断做出的,请读者明确相关结果。
4、如需转载本方拥有版权的文章,请联系拍明芯城(marketing@iczoom.com)注明“转载原因”。未经允许私自转载拍明芯城将保留追究其法律责任的权利。
拍明芯城拥有对此声明的最终解释权。