东芝第3代碳化硅MOSFET为中高功率密度应用赋能
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碳化硅MOSFET的优势
相同功率等级的硅MOSFET相比，新一代碳化硅MOSFET导通电阻、开关损耗大幅降低，适用于更高的工作频率，其高温工作特性也大大提高了器件的高温稳定性。其优点包括工作温度高、阻断电压高、损耗低、开关速度快四大方面。
在相同的功率等级下，设备中功率器件的数量、散热器体积、滤波元件体积都能大大减小，同时效率也有大幅度的提升，有助于实现车辆电气化和工业设备的小型化。
器件的基本特性
东芝第3代碳化硅MOSFET
东芝第3代碳化硅MOSFET的主要特性如下
（1）单位面积导通电阻低（R DS(ON) A）
（2）低漏源导通电阻×栅漏电荷（R DS(ON) ×Q gd ）
（3）低二极管正向电压：V DSF ＝-1.35V（典型值）@V GS ＝-5V
（4）内置SBD实现低V F 和高可靠性（继第二代产品之后）
（5）显著改善导通电阻和开关损耗
（6）抗噪性高，使用方便
东芝第3代碳化硅MOSFET主要规格
功能特性分析
东芝推出的第3代TWxxNxxxC系列，共有10款产品，包括5款1200V和5款650V产品。
与第2代产品一样，这些新一代MOSFET内置了与碳化硅MOSFET内部PN结二极管并联的碳化硅肖特基势垒二极管（SBD），其正向电压（V F ）低至-1.35V（典型值），可以抑制R DS(on) 波动，从而提高了可靠性。
内置SBD抑制波动
不过，当MOSFET采用SBD单元时，会使MOSFET的性能下降：单位面积导通电阻（R DS(ON) A）及代表导通电阻和高速的品质因数（R on *Q gd ）增大。为了降低单位面积导通电阻通常会增加芯片面积，但这又带来了单位成本的问题。
为此，东芝利用先进的碳化硅工艺显著改善了单位面积导通电阻R DS(ON) A和R on *Q gd 。新产品的R DS(ON) A比第二代产品降低了43%，从而使漏源导通电阻×栅漏电荷（R on *Q gd ）降低了约80%，开关损耗约降低约20%，有助于提高设备效率。此外，由于栅极驱动电路设计简单，可防止开关噪声引起的故障。
东芝第3代碳化硅MOSFET和第二代产品的结构
新产品R DS(ON) A的改进
在V DD ＝800V，I D ＝20A，L＝100μH，RG（外部栅极电阻）＝4.7Ω测量条件下，测量的第2代和第3代碳化硅MOSFET的导通和关断波形如下图所示。
两代产品的导通和关断波形
产品应用方向
东芝650V和1200V第3代碳化硅MOSFET拥有更低的功耗，适用于大功率且高效、高功率密度的各类应用，如开关电源（数据中心、服务器、通信设备等）、不间断电源（UPS）、光伏逆变器、电动汽车充电站等。
东芝也在不断扩大其功率器件产品线，强化生产设施，并通过提供易于使用的高性能功率器件，为中高功率密度应用赋能，努力实现碳中和经济。
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