onsemi碳化硅共源共栅JFET：高性能功率开关新选择

大家好，作为电子工程师，我们在功率开关设计中常常需要在性能、可靠性和成本之间寻找平衡。今天给大家带来 onsemi 的 UF3C065080B3 碳化硅（SiC）共源共栅 JFET 的详细剖析，希望能给大家在相关设计中提供一些新思路。

文件下载：UF3C065080B3-D.PDF

一、产品概述

UF3C065080B3 是一款采用独特“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，形成了常闭型的 SiC FET 器件。这种设计使得该器件具有标准的栅极驱动特性，能够真正实现对 Si IGBT、Si FET、SiC MOSFET 或 Si 超结器件的“直接替换”。

二、产品特性亮点

2.1 低导通电阻与高温性能

该器件典型导通电阻 (R_{DS(on), typ}) 为 80mΩ，并且能够在高达 175°C 的温度下稳定工作。这意味着在高温环境中，它依然能够保持较低的功耗，是高温应用场景的理想之选。大家在设计高温工作的电源模块时，是否会优先考虑具备这样高温性能的器件呢？

2.2 卓越的反向恢复特性

具有出色的反向恢复性能、低栅极电荷和低固有电容。低栅极电荷可以减少开关过程中的能量损耗；而低固有电容则有助于提高开关速度。同时该器件通过了 ESD 保护（HBM 2 类），在实际应用中能够有效抵御静电干扰，提高系统的可靠性。

2.3 低开关损耗

在典型工作条件下，所需的 RC 缓冲器损耗可以忽略不计。这使得它在开关模式电源、功率因数校正模块等注重效率的应用中具有显著优势。在追求高效节能的今天，这样的特性无疑是一大亮点。

2.4 环保特性

该器件是无卤产品，符合 RoHS 豁免 7a 标准，并且在二级互连（2LI）上实现了无铅化。这不仅符合环保要求，也满足了市场对绿色产品的需求。

三、典型应用领域

UF3C065080B3 适用于多种领域，如电动汽车充电、光伏逆变器、开关模式电源、功率因数校正模块、电机驱动和感应加热等。在这些领域中，它能够充分发挥其低导通电阻、低开关损耗和高温稳定性等优势，提高系统的整体性能和效率。

四、产品关键参数

4.1 最大额定值

• 漏源电压 (V_{DS}) 可达 650V，满足大多数中高压应用的需求。
• 栅源电压 (V_{GS}) 在 DC 条件下为 - 25V 至 +25V。
• 在 (T{C}=25°C) 时，连续漏极电流 (I{D}) 为 25A；在 (T_{C}=100°C) 时，为 18.2A。
• 脉冲漏极电流 (I{DM}) 在 (T{C}=25°C) 时可达 65A，能够应对短时的大电流冲击。

4.2 电气特性

• 漏源导通电阻在 (V{GS}=12V)、(I{D}=20A) 时，典型值为 80mΩ，最大值为 100mΩ。
• 栅极阈值电压 (V_{G(th)}) 典型值在 5V - 6V 之间。
• 还给出了不同条件下的电容、电荷、开关时间和能量等参数，这些参数是我们在电路设计中进行性能评估和优化的重要依据。

五、应用设计建议

5.1 PCB 布局设计

由于 SiC FET 具有较高的 dv/dt 和 di/dt 速率，因此建议进行合理的 PCB 布局设计，以尽量减少电路中的寄生参数。这对于确保器件性能和稳定性至关重要。

5.2 外部栅极电阻

当 FET 在二极管模式下工作时，建议使用外部栅极电阻，以实现最佳的反向恢复性能。合适的栅极电阻可以优化开关波形，减少开关损耗。

5.3 缓冲电路

采用具有小 (R{(G)}) 的缓冲电路可以提供更好的 EMI 抑制效果，同时提高效率。与使用高 (R{(G)}) 值相比，小 (R{(G)}) 的缓冲电路不仅没有额外的栅极延迟时间，还能更好地控制关断时的 (V{(DS)}) 峰值尖峰和振铃持续时间。而且，使用缓冲电路时的总开关损耗比使用高 (R{(G)}) 时更小，能够在中到满载范围内显著降低 (E{(OFF)})，仅使 (E_{(ON)}) 有小幅度增加，从而提高系统效率。大家在实际设计中，是否尝试过不同的缓冲电路方案来优化系统性能呢？

六、总结

onsemi 的 UF3C065080B3 碳化硅共源共栅 JFET 凭借其独特的设计、优异的性能和广泛的应用领域，为电子工程师在功率开关设计中提供了一个强大的工具。在追求高效、可靠和环保的今天，这款器件有望在众多应用中发挥重要作用。希望大家在阅读本文后，能对该产品有更深入的了解，并在实际项目中加以应用和验证。如果你在使用过程中有任何经验或问题，欢迎在评论区分享交流。