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国星光电NSiC-KS

随着工业4.0时代及新能源汽车的快速普及，工业电源、高压充电器对功率器件开关损耗、功率密度等性能的要求也不断提高，新型高频器件SiC MOSFET因其耐压高、导通电阻低、开通损耗小等优异特点，正以迅猛发展之势抢占新能源市场。

国星光电凭借领先的封装技术优势，通过科学系统的设计，采用带辅助源极管脚的TO-247-4L作为NSiC-KS系列产品的封装形式，并将之应用于SiC MOSFET上，取得分立器件在开关损耗、驱动设计等方面的新突破。

以国星光电第三代半导体 NSiC系列 1200V 80mΩ的SiC MOSFET产品为例，一起来对比常规TO-247-3L封装和以TO-247-4L为封装形式的NSiC-KS封装在“封装设计”“开通损耗”“开关损耗”及“开关频率及误启风险”四个方面的差异。

快速阅读，先看结论：

采用NSiC-KS封装的SiC MOSFET，避免了驱动回路和功率回路共用源极线路，实现了这两个回路的解耦，使得NSiC-KS封装的SiC MOSFET开关损耗、开通损耗均明显降低，开关频率更快，寄生电感与误开启风险更低。
 

 01.封装设计 

02.开通损耗

■TO-247-3L封装：

在SiC MOSFET开通过程中，漏极电流ID迅速上升，较高的电流变化率在功率源极杂散电感Lsource上产生较大的正压降LSource*(dID)/dt（上正下负），该压降使得SiC MOSFET芯片上的门极电压VGS_real在开通的瞬间不是驱动电压的数值，而是减掉Lsource上产生的电压，所以，开通瞬间的门极电压大幅下降，导致ID上升速度减慢，Eon因此而增大。


 

 ■NSiC-KS封装：

基于开尔文源极脚（KS）的存在，门极回路中没有大电流穿过，没有来自主功率回路的扰动，芯片的门极能正确地感受到驱动电压，从而降低了开通损耗。经过实测对比，NSiC-KS封装较之TO-247-3L封装，开通损耗可明显降低约55%。

 

 03.开关损耗

由于NSiC-KS封装开尔文源极脚（KS）可以分离电源源极引脚和驱动器源极引脚，可减少电感分量的影响，让SiC MOSFET的高速开关性能得以充分发挥。经过实测对比，NSiC-KS封装较之TO-247-3L封装，开关损耗降低约35%。

 

 04.开关频率及误启风险

■开启时：

TO-247-3L封装在漏-源间通过大电流时，因源极引脚的电感效应，会降低栅极开启电压，降低了导通速度。 

NSiC-KS封装中，由于增加了开尔文源极脚（KS），降低了源极引脚电感效应，通过SiC  MOSFET的VGS电压几乎等于栅极驱动电压VDRV。因此，如下图所示：与TO-247-3L封装相比，NSiC-KS封装有助于提高SiC  MOSFET开关速度。 

 

■关断时：

NSiC-KS封装中栅极回路没有大电流流过，基本不会产生反向感应电动势VLS，因而受到极低的功率回路的串扰，减小了关断时VGS电压的振荡幅度，降低误开启的风险。

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多款选择，因需而至

为满足市场需求，国星光电NSiC-KS SiC MOSFET产品有多款型号选择。同时，基于公司具备完整的SiC分立器件生产线，国星光电可根据客户需要，提供高性能、高可靠性、高品质的产品技术解决方案。

厚积薄发，走得更远。国星光电持续实施创新驱动发展战略，走深走实“三代半封测”领域，积极打破关键技术壁垒，为我国第三代半导体国产化提供更多高品质的“星”方案，注入磅礴“星”力量。