今天这部分的主题是SiC
MOSFET功率模块开关特性，以及SiC
MOSFET功率模块与Si
IGBT模块的对比。
（1）SiC功率模块：
以ROHM SiC功率模块产品为例（BSM120D12P2C005、1200V 120A、C-type封装），解释SiC功率模块的开关特性。
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对其进行双脉冲测试，电路如上，
模块内部寄生电感约25nH，电路寄生电感约15nH，
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先看开关损耗的漏电流依赖性，左边是25℃，右边是125℃，
反向恢复损耗Err几乎为0，这是因为SiC功率模块中，无论是MOSFET还是SBD，都是单极型器件，没有少子注入、积累和复合过程，因此Err极低。
相比之下，IGBT模块一般采用Si FRD作为续流二极管、而FRD是双极型器件，器件关断时，储存在漂移层中的大量少子需要被抽走，形成很大的反向恢复电流和较长的恢复时间，因此Err较高。
相比IGBT模块，SiC模块的Eoff也很小，因为MOSFET关断过程中不存在拖尾电流，关断损耗明显低于IGBT。
另一现象是，Eon和Eoff几乎随电流线性增加，这表明SiC器件的开关过程非常“干净”（没有少子效应干扰），其损耗随电流的变化呈现简单、可预测的线性关系。
顺便提一句，Eon和Eoff随外栅阻RG的变化就与此不同，呈非线性、变化斜率较大，因为随着RG的增大，栅极充放电速度变慢，开关速度变慢，开关时间延长，损耗显著增大。
对比左右两张图可以发现，温度从25℃增至125℃，Eon和Eoff变化不大，原因是SiC SBD的反向恢复和SiC MOSFET的开关过程主要取决于电容的充放电，而这些电容参数受温度影响很小，反之，IGBT模块中，无论IGBT的拖尾电流，还是FRD的反向恢复电流，都严重依赖少子寿命，而载流子寿命会随温度升高显著增加，导致高温下开关损耗急剧增大。
再仔细对比左右两张图，从25℃增至125℃，Eon有所降低，Eoff略微增大，这是因为高温下Vth会降低，相同驱动电压下，MOSFET更容易、更快速地开启，从而略微加快开通速度，使Eon有所减小，反之，在关断时，较低的 Vth 意味着需要将栅压拉得更低才能确保完全关断，这会略微延缓关断过程。
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再看开关损耗的栅阻依赖性，这是25℃的结果，随着栅阻增大，栅极充放电电流减小，开关速度变慢，Eon、Eoff随之增大。
但栅阻也不宜太小，否则会引起极大的漏压尖峰和极大的栅极充放电电流尖峰，影响器件可靠性。
实际使用时，应在开关性能与可靠性之间做一权衡。
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dV/dt、dI/dt的栅阻依赖性如上，栅阻越小，栅极充放电电流越大，MOSFET开关速度越快，dV/dt和dI/dt越高，在功率器件中（Si IGBT或SiC MOSFET），dV/dt和dI/dt是潜在可靠性风险,前者可以通过米勒电容（Cgd）耦合，使器件意外开通，导致桥臂直通短路，后者则会与寄生电感共同作用，产生电压过冲，超过器件的额定电压。
（2）SiC功率模块&Si IGBT功率模块：
接下来，将三家公司1200V 100A的2in1结构Si IGBT模块，与ROHM的SiC功率模块进行对比，后者型号仍然为BSM120D12P2C005
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相比损耗最小的IGBT模块（公司C），SiC模块的总损耗降低85%，
由此可以实现IGBT模块无法做到的50kHz以上高频驱动，进而实现电感等被动元件小型化，降低系统成本。
另外，IGBT模块通常存在开关损耗引起的发热问题，只能按照额定电流一半左右的电流进行使用，如果使用开关损耗较小的SiC模块，即使高频驱动，也无需进行明显的电流降额。
换言之，SiC模块可以替换额定电流更大的IGBT模块。
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四种模块的反向恢复损耗对比如上，相比Si FRD，SiC SBD的优势非常明显，SiC模块的Err几近于零。
前文已解释原因，SBD是单极型器件，FRD是双极型器件。
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开通损耗、关断损耗对比如上，
Eon的差异尚不明显，四种模块的趋势相同，随着栅阻增大，Eon逐渐增大，Eoff的差距明显，SiC模块的关断损耗明显小于IGBT模块，因为IGBT关断时存在拖尾电流，增大关断损耗，而MOSFET作为单极型器件不存在这一问题。
小结：
1、相比Si IGBT模块，SiC功率模块开关损耗的温度稳定性优势明显，这是因为IGBT的拖尾电流、FRD的反向恢复电流都严重依赖少子寿命，而载流子寿命会随温度升高显著增加，导致高温下开关损耗急剧增大。
SiC功率模块则因MOSFET和SBD单极型器件的特点，不存在这一问题，因此具备优异的开关损耗温度稳定性。
2、栅阻越小，栅极充放电电流越大，MOSFET开关速度越快，Eon、Eoff越小，但栅阻的减小会使dV/dt和dI/dt升高，增大使用风险，实际应用时，应在开关性能和应用可靠性之间做一权衡。
3、对比三种IGBT模块与ROHM的SiC模块，相比损耗最小的IGBT模块，SiC模块的总损耗降低85%，由此可以实现IGBT模块无法做到的50kHz以上高频驱动，进而实现电感等被动元件小型化，降低系统成本。
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