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知识专栏在新能源、工业电源以及电动汽车等领域,SIC MOSFET功率模块 正逐渐取代传统硅基器件,成为高效能量转换的重要核心。相比单颗分立器件,功率模块通过优化结构设计,不仅能提升系统性能,还能大幅降低设计复杂度。那么,SiC MOSFET功率模块的结构到底有哪些特点?

一、SiC MOSFET功率模块的基本组成
典型的SiC MOSFET功率模块由以下几个部分组成:
功率芯片(SiC MOSFET)
采用碳化硅材料,具备更高的临界击穿电场和热导率。
单颗芯片的耐压范围通常在650V~1700V甚至更高,适合高压大功率应用。
二极管或集成肖特基二极管(SiC SBD)
在多数模块中与MOSFET配合使用,减少反向恢复损耗。
提升开关速度和系统效率。
基板与绝缘层(DBC基板)
常用材料为Al₂O₃、AlN或Si₃N₄。
既能实现电气绝缘,又能保证良好的导热性能。
引线框架与封装结构
传统的焊线封装逐步被无引线键合(例如铜夹片、银烧结)替代,以降低寄生电感与接触电阻。
模块外壳通常为塑封或金属壳,增强机械强度和散热能力。
散热与电气接口
底部铜板用于高效导热,方便与散热器紧密结合。
上部引脚或端子便于系统接线和功率传输。
二、结构特点与优势
低寄生参数设计
模块内部采用短路径互连,减少寄生电感,优化高频开关性能。
高热导率路径
DBC基板与铜底板构成稳定的散热通道,确保SiC器件在高功率下仍能保持稳定。
多芯片并联集成
将多颗SiC MOSFET和二极管并联封装,提高电流承载能力,满足大功率应用需求。
可靠性提升
银烧结、无焊线结构可显著提升抗热循环能力和使用寿命。
三、应用价值
新能源汽车:主驱逆变器、OBC、DC/DC转换器。
光伏与风电:逆变器和高效能量转换系统。
工业电源:高频开关电源、UPS系统。
借助先进的结构设计,SiC MOSFET功率模块能够在高压、高频、高温环境下稳定运行,帮助系统实现更高的效率和功率密度。
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