來源：凌銳半導體

電動汽車中可能用到SiC MOSFET的主要汽車電子零部件包括車載充電機、車載DCDC變換器以及主驅(qū)逆變器等高壓高功率電力電子轉換器。

汽車電子零部件在產(chǎn)品設計時需要全方面的評估其中的關鍵半導體元器件，包括元器件的功能、電性能、機械性能、熱性能、壽命等方面，同時還需要考慮項目設計的復雜度、可制造性、質(zhì)量和成本等因素。目前SiC MOSFET已經(jīng)開始逐步應用于電動汽車。下面列出了SiC MOSFET應用于電動汽車零部件中的幾個主要應用問題。

1、SiC MOSFET的高dv/dt和di/dt

SiC MOSFET相比Si MOSFET和Si IGBT具有更高的開關速度，也就是更高的dv/dt和di/dt。這個更高的電壓和電流變化率可能會結合系統(tǒng)中的寄生電容和寄生電感產(chǎn)生異常高的感應電流和電壓，導致器件本身或者周邊器件的應力超限，從而造成器件損壞。

高dv/dt和di/dt容易造成持續(xù)的高頻波形振鈴，進一步會引起更嚴重的電磁干擾EMI問題，比如導致電路中采樣和控制信號的失真，從而影響控制環(huán)路的穩(wěn)定性或者造成數(shù)據(jù)傳輸?shù)漠惓！?/p>

高dv/dt和di/dt還使得SiC MOSFET器件本身的柵極上感應到的正電壓和負電壓尖峰更大。SiC MOSFET與Si器件相比，其閾值電壓Vgs(th)以及負向的最大電壓的數(shù)值都更小；柵極上感應到的正負電壓尖峰的串擾有可能導致不可預測的誤開啟或者柵極擊穿，這將造成SiC MOSFET器件的退化甚至損壞，從而導致零部件出現(xiàn)異常，比如電動汽車中的主驅(qū)無法控制電機，造成整車電機的扭矩控制和速度控制的異常。

2、SiC MOSFET的柵氧缺陷

SiC MOSFET比Si 半導體具有更多的柵極氧化層缺陷。柵極氧化層中存在的缺陷會導致SiC MOSFET柵極閾值電壓Vgs(th)的漂移。

閾值電壓的正向漂移會增加SiC MOSFET的通態(tài)損耗，導致過熱。器件過熱易造成器件熱損壞和使用壽命的降低。

而閾值電壓的負向漂移會導致器件進入不可預測的開啟狀態(tài)，也可能會導致器件損壞，從而導致主驅(qū)失去控制，影響汽車電機的運行。

3、SiC MOSFET的體二極管退化

由于SiC晶體上存在的基面位錯（BPD），SiC MOSFET的體二極管處于雙極性狀態(tài)。體二極管的退化會導致體二極管導通狀態(tài)下的載流子傳導不良，從而引起額外的通態(tài)損耗，還會造成關斷狀態(tài)下的高漏電流，影響器件的耐壓能力。這些異常增加了SiC MOSFET在長期使用期間的失效率，也增加了使用SiC MOSFET的零部件的失效率。

4、SiC MOSFET的短路時間

SiC MOSFET 的短路耐受時間比Si IGBT的短路耐受時間要短。 當主驅(qū)逆變器應用中存在上下橋臂直通的故障時，SiC MOSFET因直通而承受電池瞬態(tài)釋放的巨大能量，又由于SiC MOSFET的芯片面積更小，導致更高的短路電流密度和更快的結溫上升而出現(xiàn)擊穿故障。

當SiC MOSFET作為主驅(qū)逆變器的主要部件時，其短路能力弱的特點使得傳動系統(tǒng)容易突然失去控制，造成車輛運行失控等故障。