onsemi UG3SC120009K4S碳化硅Combo JFET深度剖析

在电力电子领域，碳化硅（SiC）器件凭借其卓越的性能逐渐成为主流。今天我们来深入探讨onsemi的UG3SC120009K4S碳化硅Combo JFET，看看它究竟有何独特之处。

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产品概述

UG3SC120009K4S “Combo - FET”将1200V SiC JFET和低压Si MOSFET集成到单个TO247 - 4封装中。这种创新设计让用户能够创建常关开关电路，同时充分利用常开SiC JFET的优势。常开SiC JFET具有超低导通电阻（(R_{DS(on)})），可最大程度减少传导损耗，并且其简化的JFET器件结构赋予了出色的鲁棒性，使其能够应对电路保护应用中所需的高能量开关。对于开关模式电源转换应用，该器件为JFET和MOSFET栅极提供独立访问，便于进行速度控制和多个器件并联。

产品特性

低导通电阻

具备个位数的导通电阻（(R_{DS(on)})），有效降低了传导损耗，提高了能源效率。这对于追求高效能的电源设计来说，无疑是一个关键优势。大家在设计电源电路时，低导通电阻能带来哪些具体的好处呢？

常关能力

能够实现常关功能，增强了电路的安全性和稳定性。在一些对安全性要求较高的应用中，常关能力可以避免意外导通带来的风险。

速度控制优化

提供了更好的速度控制，有助于优化开关性能。在高频开关应用中，精确的速度控制可以减少开关损耗，提高系统的整体性能。

多器件并联操作

支持3个及以上FET的并联操作，方便实现高功率应用。在需要高功率输出的场合，多器件并联可以满足大电流需求。

宽温度范围

最大工作温度可达175°C，适用于各种恶劣环境。这使得该器件在高温环境下也能稳定工作，拓宽了其应用范围。

高脉冲电流能力

能够承受高脉冲电流，增强了器件的可靠性。在一些存在脉冲负载的应用中，高脉冲电流能力可以确保器件不会因瞬间的大电流冲击而损坏。

出色的鲁棒性

具有优秀的器件鲁棒性，能够应对各种复杂的工作条件。这对于长期稳定运行的设备来说至关重要。

良好的热阻性能

采用银烧结芯片连接技术，具有出色的热阻特性，有助于散热。良好的散热性能可以保证器件在工作时温度不会过高，从而延长其使用寿命。

环保合规

该器件无铅、无卤素，符合RoHS标准，符合环保要求。在当今环保意识日益增强的背景下，环保合规的产品更受市场青睐。

典型应用

固态/半导体断路器

利用其高电压、大电流处理能力和快速开关特性，可用于固态断路器，实现电路的快速切断和保护。

固态/半导体继电器

在继电器应用中，能够实现可靠的开关动作，提高系统的可靠性和响应速度。

电池断开

可用于电池断开电路，确保电池在需要时能够安全断开，保护电池和其他设备。

浪涌保护

凭借其高能量处理能力，可有效应对浪涌冲击，保护电路免受损坏。

浪涌电流控制

能够控制浪涌电流，避免过大的电流对设备造成损害。

高功率开关模式转换器（>25kW）

在高功率应用中，该器件的低导通电阻和高脉冲电流能力使其成为理想选择。

电气参数

最大额定值

参数	符号	测试条件	值	单位
漏源电压	(V_{DS})		1200	V
JFET栅极（JG）到源极电压	(V_{JGS})	DC	-30 到 +3	V
	AC (Note 1)	-30 到 +30	V
MOSFET栅极（G）到源极电压	(V_{GS})	DC	-20 到 +20	V
	AC (f > 1 Hz)	-25 到 +25	V
连续漏极电流（Note 2）	(I_{D})	(T_{C}<112^{circ}C)	120	A
脉冲漏极电流（Note 3）	(I_{DM})	(T_{C}=25^{circ}C)	550	A
单脉冲雪崩能量（Note 4）	(E_{AS})	(L = 15 mH), (I_{AS}=8.6 A)	555	mJ
功率耗散	(P_{tot})	(T_{C}=25^{circ}C)	789	W
最大结温	(T_{J,max})		175	°C
工作和存储温度	(T{J}, T{STG})		-55 到 175	°C
焊接时最大引脚温度，距外壳1/8”处5秒	(T_{L})		250	°C

热特性

参数	符号	测试条件	最小值	典型值	最大值	单位
结到外壳热阻	(R_{BC})			0.15	0.19	°C/W

电气特性

在不同的测试条件下，该器件的各项电气参数表现也有所不同。例如，在不同温度下，漏源导通电阻（(R_{DS(on)})）会发生变化，这对于工程师在设计电路时进行热管理和性能优化具有重要意义。大家在实际应用中，如何根据这些参数的变化来优化电路设计呢？

推荐栅极驱动方法：ClampDRIVE方法

由于JFET栅极和MOSFET栅极均可访问，因此可以使用更多参数和方法来控制器件的开关行为，使其适用于从需要超高电流关断能力的固态断路器到需要快速开关速度的电机驱动器等广泛应用。推荐的栅极驱动方法是ClampDRIVE方法，该方法可以同时实现所需的导通速度、关断速度和反向恢复性能。

其主要原理是动态调整JFET栅极电阻值(R{JG})。在关断状态下，(R{JG})足够小，以避免反向恢复问题；在关断瞬态期间，将(R_{JG})设置为较高值，以实现所需的关断性能。这种方法可以使用具有米勒钳位预驱动器输出的商用现成栅极驱动器轻松实现。

订购信息

零件编号	标记	封装	运输方式
UG3SC120009K4S	UG3SC120009K4S	TO247 - 4 15.90x20.96x5.03, 5.44P（无铅、无卤素）	600 / 管

总结

onsemi的UG3SC120009K4S碳化硅Combo JFET以其独特的集成设计、卓越的性能和广泛的应用范围，为电力电子工程师提供了一个强大的解决方案。无论是在高功率开关应用还是电路保护方面，该器件都展现出了出色的表现。在实际设计中，工程师可以根据具体需求，充分利用其各项特性，优化电路性能。同时，推荐的ClampDRIVE栅极驱动方法也为实现最佳开关性能提供了有效的途径。大家在使用该器件时，是否遇到过一些挑战呢？又是如何解决的呢？欢迎在评论区分享你的经验。