关于英飞凌CoolSiC MOSFET的短路电阻
但是，通过更详细的背景分析，发现某些类型的IGBT无法应对短路情况（例如，为软开关应用设计的IGBT），并且SiCMOSFET中的某些单元设计措施也可以改善其短路性能。电路电阻。
达到典型IGBT的价值。考虑到SiCMOSFET的主要目标应用，不需要具有短路电阻（或仅具有上述几μs的短路电阻），因此可以断定该缺陷目前可以忽略不计。
必须指出的是，短路电阻的提高将对RDS（on）产生很大的负面影响。因此，当决定以确保短路耐受时间的形式来提高短路耐受能力时，应该非常谨慎。
如果决定在数据手册中指定参数值，则必须采取措施以确保成品设备的性能。在英飞凌，这是通过在发货前对所有产品进行100％生产测试来完成的。
客户通常要求指定产品在应用过程中可以成功抵抗的短路事件的数量。回答这个问题并不容易，因为实际的短路条件（杂散电感等）在不同的工作条件下可能会有很大的变化。
目前，供应商和最终用户之间的特定评估是解决此问题的唯一方法。以下各章首先简要回顾了实际的短路故障机制，以帮助解释IGBT和SiCMOSFET差异的背景原因。
在典型的短路事件中，会同时向器件施加全（DC总线）电压，同时施加由负载阻抗和半导体的输出特性所定义的电流。因此，同时施加的高电压和高电流将导致设备中的大功率损耗和热应力。
根据预期，热损伤是关键的限制因素，金属层的实际熔化是观察到的失效模式之一。持续时间约为微秒。
对于SiC，还报告了许多其他发现，例如成功通过短路事件后的栅极短路。 IGBT有时会这样失败，因为应力脉冲后的泄漏电流太大，导致短路脉冲后热失控。
但是，根据现有的经验和对SiC器件的了解，可以排除这种故障模式。图20. SiCMOSFET典型的45mΩ和20A（标称直流额定电流）典型短路波形另一个重要发现是，在短路条件下，芯片内部的温度显着升高，显示出与IGBT不同的分布。
温度升高也是因为与受益于饱和效应的IGBT相比，峰值电流（设备额定电流的比率）大大增加了。 MOSFET的设计是通过使用短沟道和有限的JFET效应来降低RDS（on）。
结果，在短路开始后，SiCMOSFET的峰值电流可以达到器件额定电流的约10倍，而对于IGBT，该值可能仅约为额定电流的4倍（见图20）。 。
即使电流稍后可以下降到可以安全关闭的值（请参见图20中的虚线），整体温度仍会上升。图21.短路事件后IGBT（左图）和SiCMOSFET（右图）的温度分布示意图。
对于SiCMOSFET，由于短路时间和产生的功率损耗在2-3µs的范围内，因此无法使用整个芯片。散热能力，热量几乎全部在极薄的漂移区，芯片表面附近的隔离氧化层和顶部金属层中产生。
图21描绘了这种情况，并将其与IGBT进行了比较。在高压硅器件中，峰值温度在较小的范围内波动，并且更多地位于器件的主体中。
结果，将出现不同的故障模式，因此对于SiCMOSFET，还采取了其他规避措施来调整器件的短路性能。英飞凌的CoolSiCMOSFET产品现在被指定具有3μs的短路耐受时间，并且在发货前已经在封装级别进行了全面检查。
对于SiCMOSFET，降低短路条件下的峰值电流非常重要。峰值电流可以通过P基极区的JFET效应更明显或通过降低VGS来降低。
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