东芝发布采用新封装TO-247-4L(X)的第3代 SiC MOSFET

与目前主流的Si（硅）IGBT和MOSFET相比，使用SiC（碳化硅）的功率MOSFET不仅在低导通损耗和高温环境下工作方面表现出色，而且还通过高速开关降低应用损耗。
TO-247-4L(X)是东芝第3代SiC MOSFET产品的4端子型新封装，通过减少封装内源极线电感的影响，可以提高高速开关性能。这有助于降低服务器、不间断电源（UPS）和光伏逆变器等应用中的损耗。
以下是东芝新型TO-247-4L(X)（4端子型）封装与现有产品TO-247（3端子型）封装特性和开关损耗降低效果的对比。

对于3端子型封装，如图1所示，当施加栅极驱动电压V_DRV时，源极线的电感分量L和漏极电流I_D的斜率dI_D/dt分量产生反电动势V_LS。
因此，栅极驱动电压V_DRV在反电动势V_LS作用下减小。加在FET芯片栅极和源极之间的电压V_GS是栅极驱动电压V_DR减去反电动势V_LS后的电压。这会导致SiC MOSFET开关速度下降。

另一方面，如图2所示，4端子型封装通过将栅极驱动信号源端子连接到靠近FET芯片的位置，减少了反电动势V_LS的影响。因此，在4端子型封装中，加在栅极和源极之间的电压V_GS和栅极驱动电压V_DRV 的值近似相同，与3端子型封装相比，提高了SiC MOSFET的开关速度。

图3通过感性负载开关显示4端子型和3端子型封装的开通开关波形。开通时，4端子型漏极电流I_D（红色虚线）比3端子型漏极电流I_D（蓝色虚线）上升曲线更陡。
这是因为与3端子型相比，图2所示4端子型减小了源极线电感的影响，并抑制开关过程中栅极驱动电压下降。因此，4端子型开通速度比3端子型更快。

图4还显示4端子型和3端子型开通损耗E_on。4端子型开通损耗E_on比3端子型降低约40%。

图5显示4端子型和3端子型感性负载开关下的关断开关波形 。关断时，4端子型漏极电流I_D（红色虚线）比3端子型漏极电流I_D（蓝色虚线）下降更快。换句话说，4端子型关断速度比3端子型快。

图6还显示4端子型和3端子型关断损耗E_off。4端子型关断损耗E_off比3端型关断损耗E_off降低约34%。

综上所述，图7显示4端子型和3端子型开通损耗E_on和关断损耗E_off之间相对于外部栅极电阻R_g的关系。

• 随着外部栅极电阻R_g增加，4端子型和3端子型开通损耗E_on和关断损耗E_off也增加。
• 4端子型开通损耗E_on和关断损耗E_off小于3端子型。

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