IGBT和SiC栅极驱动器基础知识（一）
01前言
大家好，看到ti一篇关于igbt和sic器件栅极驱动应用的文档，虽然比较基础，但是概括的比较好，适合电力电子专业的初学者，总体内容如下：
02 igbt和sic应用市场有哪些？
高效的电源转换在很大程度上取决于系统中使用的功率半导体器件。由于功率器件技术不断改进，大功率应用的效率越来越高并且尺寸越来越小。此类器件包括igbt 和 sic mosfet，它们具有高电压额定值、高电流额定值以及低导通和开关损耗，因此非常适合大功率应用。体而言，总线电压大于 400v 的应用要求器件电压额定值大于 650v，以留有足够的裕度，从而确保安全运行。包括工业电机驱动器、电动汽车/混合动力汽车(ev/hev)、牵引逆变器和可再生能源光伏逆变器在内的应用具有几千瓦 (kw) 到一兆瓦 (mw) 甚至更高的功率水平。
sic mosfet 和 igbt 的应用具有相似的功率水平，但随着频率的增加而产生差异，如下图所示。ic mosfet 在功率因数校正电源、光伏逆变器、用于ev/hev 的直流/直流、用于 ev 的牵引逆变器、电机驱动器和铁路中变得越来越常见，而 igbt 在电机驱动器（交流电机），不间断电源 (ups)、小于 3kw 的集中式和串式光伏逆变器以及牵引逆变器 ev/hev 中很常见。
03 sic器件比si器件有何优势？
si mosfet 和 igbt 已在电源转换器中使用了很长时间。不过，sic mosfet 已成为一项新技术，鉴于其固有的材料特性（宽带隙 (wbg) 材料），其优势已超过这些器件。表 1 中总结了这些特性。与使用 si 器件的系统相比，sic 的材料特性可直接转化为系统级优势，包括更小的尺寸、更低的成本以及更轻的重量。因此，sicmosfet 正在逐渐取代 si 功率器件。关于宽禁带半导体器件介绍，可以参考老耿以前的一篇文章：
什么是宽禁带半导体？
04 sic mos和si igbt mos差异？
si mosfet、si igbt 和 sic mosfet 均可用于电源应用，但其功率水平、驱动方法和工作模式有所不同。功率 igbt 和 mosfet 在栅极均由电压进行驱动，因为 igbt 内部是一个驱动双极结型晶体管 (bjt) 的mosfet。由于 igbt 的双极特性，它们以低饱和电压承载很大的电流，从而实现低导通损耗。mosfet 也具有低导通损耗，但取决于器件的漏源导通电阻 rds(on)与导通状态电压。si mosfet 承载的电流要小于igbt，因此 igbt 用于大功率应用。mosfet 用于重视高效率的高频应用。就器件类型而言，sic mosfet 与 si mosfet 相似。不过，sic 是一种 wbg 材料，其特性允许这些器件在与igbt 相同的高功率水平下运行，同时仍然能够以高频率进行开关。这些特性可转化为系统优势，包括更高的功率密度、更高的效率和更低的热耗散。
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