安森美SiC Cascode JFET：高性能功率器件的新选择

在功率电子领域，碳化硅（SiC）器件凭借其卓越的性能逐渐成为主流。安森美（onsemi）推出的UJ3C120070K3S SiC Cascode JFET，为工程师们提供了一种高性能、高可靠性的功率解决方案。本文将详细介绍这款器件的特点、性能参数以及应用场景，帮助工程师更好地了解和应用该器件。

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器件概述

UJ3C120070K3S是一款基于独特“共源共栅”电路配置的SiC FET器件。它将常开型SiC JFET与Si MOSFET封装在一起，形成了常闭型SiC FET器件。这种设计使得该器件具有标准的栅极驱动特性，能够真正“直接替换”硅IGBT、硅FET、SiC MOSFET或硅超结器件。

产品特性

低导通电阻

典型导通电阻 (R_{DS(on), typ}) 为70mΩ，低导通电阻意味着在导通状态下，器件的功率损耗更低，能够提高系统的效率。

高温性能优越

最大工作温度可达175°C，这使得该器件在高温环境下仍能稳定工作，适用于对温度要求较高的应用场景。

出色的反向恢复特性

具有优秀的反向恢复性能，能够有效减少开关损耗，提高系统的可靠性。

低栅极电荷和低固有电容

低栅极电荷和低固有电容使得器件的开关速度更快，能够降低开关损耗，提高系统的效率。

ESD保护

具备HBM Class 2级别的ESD保护，能够有效防止静电对器件造成损坏，提高器件的可靠性。

环保合规

该器件无铅、无卤素，符合RoHS标准，符合环保要求。

性能参数

最大额定值

参数	符号	测试条件	值	单位
漏源电压	(V_{DS})		1200	V
栅源电压	(V_{GS})	DC	-25 to +25	V
连续漏极电流（注1）	(I_{D})	(T_{C} = 25^{circ}C)	34.5	A
		(T_{C} = 100^{circ}C)	25.5	A
脉冲漏极电流（注2）	(I_{DM})	(T_{C} = 25^{circ}C)	80	A
单脉冲雪崩能量（注3）	(E_{AS})	(L = 15 mH, I_{AS} = 2.8 A)	58.5	mJ
功率耗散	(P_{tot})	(T_{C} = 25^{circ}C)	254.2	W
最大结温	(T_{J,max})		175	°C
工作和储存温度	(T{J}, T{STG})		-55 to 175	°C
焊接时最大引脚温度（距外壳1/8英寸，5秒）	(T_{L})		250	°C

注：

1. 受 (T_{J, max}) 限制。
2. 脉冲宽度 (t{p}) 受 (T{J, max}) 限制。
3. 起始 (T_{J}=25^{circ}C)。

电气特性

在 (T_{J}=+25^{circ}C) 条件下（除非另有说明），器件的电气特性如下：

• 静态特性：
  • 漏源击穿电压： (V{GS}=0 V, I{D}=1 mA)
  • 总漏极泄漏电流：最大值为75 μA
  • 总栅极泄漏电流：最大值为±20 μA
  • 漏源导通电阻： (V{GS} = 12V, I{D} = 20A) 时， (T{J}=25°C) 典型值为90 mΩ， (T{J}=175°C) 时为148 mΩ
  • 栅极阈值电压：典型值为4.5 V
• 反向二极管特性：
  • 二极管脉冲电流： (T_{C}=25^{circ}C) 时，典型值为34.5 A
  • 正向电压： (V{GS}=0 V, I{S}=10 A, T_{J}=25^{circ}C) 时，典型值为1.41 V
  • 反向恢复电荷： (RG_EXT= 22 Ω, di/dt = 1150 A/μs, T_{J}=25°C) 时，典型值为125 nC
• 动态特性：
  • 输入电容： (f = 100 kHz) 时，典型值为1500 pF
  • 输出电容：典型值为114 pF
  • 反向传输电容：典型值为2.1 pF
  • 开关时间和能量：如开通延迟时间、上升时间、关断延迟时间、下降时间以及开通能量、关断能量和总开关能量等都有相应的典型值。

典型应用

电动汽车充电

在电动汽车充电系统中，该器件的低导通电阻和出色的反向恢复特性能够有效提高充电效率，减少能量损耗。

光伏逆变器

光伏逆变器需要高效的功率转换，UJ3C120070K3S的高性能能够满足光伏逆变器对效率和可靠性的要求。

开关模式电源

在开关模式电源中，该器件的快速开关速度和低开关损耗能够提高电源的效率和功率密度。

功率因数校正模块

功率因数校正模块需要精确的控制和高效的功率转换，UJ3C120070K3S能够提供稳定的性能。

电机驱动

电机驱动系统需要高可靠性和高效的功率转换，该器件能够满足电机驱动系统的要求。

感应加热

感应加热系统需要快速的开关速度和高功率密度，UJ3C120070K3S能够提供出色的性能。

应用注意事项

PCB布局设计

由于该器件具有较高的dv/dt和di/dt速率，因此在PCB布局设计时，应尽量减少电路寄生参数，以确保器件的性能和可靠性。

外部栅极电阻

当FET工作在二极管模式时，建议使用外部栅极电阻，以实现最佳的反向恢复性能。

总结

安森美UJ3C120070K3S SiC Cascode JFET是一款高性能、高可靠性的功率器件，具有低导通电阻、高温性能优越、出色的反向恢复特性等优点。该器件适用于多种应用场景，能够为工程师提供高效、可靠的功率解决方案。在实际应用中，工程师应根据具体需求合理选择器件，并注意PCB布局设计和外部栅极电阻的使用，以充分发挥器件的性能。你在实际应用中是否遇到过类似器件的选型和使用问题呢？欢迎在评论区分享你的经验和见解。