來(lái)源：54攻城獅

大電流 Si IGBT 和小電流 SiC MOSFET 兩者并聯(lián)形成的混合器件實(shí)現(xiàn)了功率器件性能和成本的折衷。 但是SIC MOS和Si IGBT的器件特性很大不同。為了盡可能在不同工況下分別利用Si IGBT和SiCMOSFET器件在不同電流下的優(yōu)異特性，一般會(huì)將的Si-IGBT和 SiC-MOSFET按照一定比例進(jìn)行混合并聯(lián)使用。

圖1 Si IGBT/SiC MOSFET混合器件結(jié)構(gòu)和導(dǎo)通特性

導(dǎo)通特性。Si/SiC 混合器件由功率器件 IGBT 與SiC MOSFET并聯(lián)組成，如圖1所示。 當(dāng)Si/SiC混合器件的負(fù)載電流較小時(shí)，由于IGBT 開(kāi)啟電壓的存在，Si/SiC 混合器件的負(fù)載電流全部流經(jīng)導(dǎo)通電阻極低的SiC MOSFET，近似SiC的導(dǎo)通特性。

當(dāng)Si/SiC 混合器件處于穩(wěn)態(tài)導(dǎo)通時(shí)，正向電流被并聯(lián)的SiC MOSFET和Si IGBT自動(dòng)分流。當(dāng)Si/SiC 混合器件的負(fù)載電流較大時(shí)，負(fù)載電流由 SiC MOSFET 與IGBT并聯(lián)導(dǎo)通共同承擔(dān)，Si/SiC混合器件內(nèi)部負(fù)載電流分配關(guān)系由二者的導(dǎo)通電阻決定。實(shí) 際上，混合器件與SiC MOSFET或Si IGBT類似，也具有正溫度特性。

由于Si IGBT開(kāi)關(guān)速度慢，且有拖尾電流損耗，單極性的SiC MOSFET開(kāi)關(guān)損耗遠(yuǎn)小于雙極性的Si IGBT。

開(kāi)通特性。SiC MOSFET由于開(kāi)關(guān)速度快，且在開(kāi)通過(guò)程沒(méi)有漂移區(qū)電導(dǎo)調(diào)制，會(huì)先于Si IGBT的開(kāi)通使得混合器件的開(kāi)通速度接近SiC MOSFET，獲得更小的開(kāi)通損耗。如果想要減緩了SiC MOSFET的體二極管反向恢復(fù)振蕩，可以外面再并聯(lián)一個(gè)Si FRD，但是會(huì)帶來(lái)成本增加。

而SiC MOSFET由于開(kāi)關(guān)速度快，且在開(kāi)通過(guò)程沒(méi)有漂移區(qū)電導(dǎo)調(diào)制，從而在開(kāi)關(guān)過(guò)程會(huì)承擔(dān)相比于穩(wěn)態(tài)下更 多的電流，從而使SiC MOSFET多承擔(dān)了一部分損耗。

關(guān)斷特性。SiC MOSFET由于開(kāi)關(guān)速度快且沒(méi)有少子復(fù)合導(dǎo)致的拖尾電流，會(huì)先于Si IGBT關(guān)斷，整體上關(guān)斷速度接近于Si IGBT。但是因?yàn)?SiC MOSFET參與部分關(guān)斷，相比單獨(dú)的Si IGBT整體提升了關(guān)斷速度，減小了關(guān)斷損耗 。SiC MOSFET器件參與更多的開(kāi)通和更少的關(guān)斷，使得整體開(kāi)關(guān)損耗較只有Si IGBT 器件更優(yōu) 。

圖2 Si/SiC混合器件開(kāi)關(guān)暫態(tài)過(guò)程簡(jiǎn)化波形圖