5G电源应用碳化硅B3M040065Z替代超结MOSFET

倾佳电子杨茜以48V 3000W 5G电源应用为例分析BASiC基本股份国产碳化硅MOSFET B3M040065Z替代超结MOSFET的优势，并做损耗仿真计算：

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技术说明：以BASiC-B3M040065Z（SiC MOSFET）替代超结OSG60R033TT4ZF（硅基MOSFET）为例：

一、技术参数深度分析

参数BASiC-B3M040065Z（SiC MOSFET）OSG60R033TT4ZF（硅基超结MOSFET）

额定电压VDS650 V ， 600 V

导通电阻RDS(on)40 m（18V, 25C）→ 55 m（175C） ，33 m（10V, 25C）→ 65.6 m（150C）

总栅极电荷Qg60 nC（18V） ，104 nC（10V）

开关延迟时间td(on)=10ns（25C） ，td(on)=32.8ns

热阻R(jc)0.60 K/W（TO-247-4） ，0.35 K/W（TOLL）

体二极管反向恢复时间trr=11ns（25C）， trr=184ns

二、BASiC-B3M040065Z的技术优势

高温性能优异
SiC材料的温度系数更优，BASiC基本股份国产MOSFET RDS(on)在175C时仅从40 m升至55 m（+37.5%），而硅基MOSFET在150C时从33 m升至65.6 m（+98.8%），高温下导通损耗显著降低。

开关损耗更低

更低的栅极电荷（60 nC vs. 104 nC）：驱动损耗和开关损耗更低，适合高频应用（如100 kHz以上）。

更快的开关速度（10 ns vs. 32.8 ns）：减少开关过程中的交叠损耗。

反向恢复电荷Qrr极低（100 nC vs. 1.2 μC）：在硬开关拓扑（如Boost）中可显著降低反向恢复损耗。

耐压与可靠性
650V耐压余量更大，适用于48V系统的高压瞬态场景（如LLC谐振变换器），可靠性更高。

封装兼容性
TO-247-4封装支持Kelvin源极连接，可减少栅极振荡，优化高频开关性能。

三、48V 3000W 5G电源应用仿真对比（结温150C）

假设条件：

拓扑：全桥LLC谐振变换器，工作频率 =100kHzfsw=100kHz。

输入电压 Vin=48V，输出功率Po=3000W，效率目标 >96%。

每路使用2个MOSFET并联，总电流3000W/48V=62.5AIRMS=3000W/48V=62.5A，单管电流 31.25AID=31.25A。

1. 导通损耗对比

BASiC基本股份国产MOSFETBASiC（SiC）B3M040065Z：
RDS(on)=55m（150C），
Pcond=IRMS2⋅RDS(on)=(31.25)2⋅0.055=53.7W。

OSG（硅基）OSG60R033TT4ZF：
RDS(on)=65.6m（150C），
Pcond=(31.25)2⋅0.0656=64.3W。

结论：BASiC基本股份国产MOSFET导通损耗降低16.6%。

2. 开关损耗对比

BASiC（SiC）：
Eon=95μJ，Eoff=29μJ（400V, 20A），
Psw=(Eon+Eoff)⋅fsw=(95+29)⋅10−6⋅105=12.4W。

OSG（硅基）：
Eon+Eoff≈Qg⋅VDS=104nC⋅400V=41.6μJ，
Psw=41.6⋅10−6⋅105=41.6W。

结论：BASiC基本股份国产MOSFET开关损耗降低70.2%。

3. 总损耗对比

BASiC-B3M040065Z（SiC MOSFET）OSG60R033TT4ZF（硅基超结MOSFET）

导通损耗53.7 W,64.3 W

开关损耗12.4 W,41.6 W

总损耗66.1 W , 105.9 W

效率提升：

BASiC基本股份国产MOSFET总损耗减少37.6%，对应效率提升约1.3%（从95.5%提升至96.8%）。

四、替代可行性结论

技术优势：BASiC基本股份国产碳化硅MOSFET BASiC-B3M040065Z在高温、高频场景下显著降低损耗，适合高功率密度5G电源。

注意事项：

TO-247-4封装需优化散热设计（热阻略高）。

需验证驱动电路是否支持18V栅极电压。

对于驱动负压供电的需求，BASiC基本股份提供电源IC1521系列和配套的变压器以及驱动IC BTL27524.

 

成本考量：国产SiC器件（如BASiC基本股份）成本和目标替换规格的超结MOSFET价格趋同，同时碳化硅MOSFET方案通过减少散热需求和提升效率降低系统总成本。

推荐替代场景：高频（>50 kHz）、高温（>100C）或高可靠性要求的电源设计。

审核编辑 黄宇