每当我们谈论碳化硅及其应用时，我们就会想到碳化硅mosfet功率模块，即所谓的“全SIC”模块。这种心理桥是 SiC MOSFET 众所周知的动态性能的结果。与任何其他硅器件相比，单极 SiC MOSFET 的开关速度更快，开关损耗更低，从而可以大幅提高开关频率，从而降低总体功率损耗并提高功率输出效率。因此，整体功率密度显着提高。

　　这意味着，当 SiC 组件用于需要磁性元件进行输出电压滤波的应用(例如太阳能逆变器或 UPS 系统)时，其优势可能是巨大的。通过提高开关频率，可以减小磁性元件的尺寸，从而降低材料成本。对于具有电流隔离变压器的 DC/DC 转换器来说，情况也是如此。降低整体损耗还带来了额外的好处，即降低系统的冷却要求，从而使散热器和外壳更小。在某些情况下，甚至可以从强制冷却方法改为对流冷却方法。

　　尽管电源模块本身的成本不断增加，但所有这些优势都可以显着节省总体系统成本。SiC 功率模块的生产成本比 Si 模块更昂贵，因为碳化硅需要与硅不同的工艺。首先，原材料的生产成本昂贵。碳化硅锭生长非常缓慢，必须由气相形成。碳化硅是已知最硬的材料之一，只能使用昂贵的金刚石工具来切割和研磨晶圆。此外，目前大部分芯片仍采用4英寸晶圆生产，未来1至2年内有望转向6英寸晶圆(目前硅IGBT芯片已采用8英寸甚至12英寸晶圆)。这种晶圆更换将降低材料成本，从而降低 SiC 芯片成本。尽管如此，

　　在低功率应用(<30kW)中，由于其整体优势，全 SiC 方法正在被采用。然而，在中等功率范围应用中情况并非如此，当芯片面积增加时，SiC 芯片价格不会线性缩放。因此，需要一种解决方案将 SiC 技术应用于中等功率应用并突破转换器性能障碍，同时保持经济可行的解决方案。从成本角度来看，目标应该是在任何给定应用中使用尽可能小的 SiC 芯片面积。正确的需求评估有助于正确估计 SiC 芯片面积的大小。

　　获得 SiC 性能优势但保持较低电源模块成本的另一个选择是使用“混合”碳化硅解决方案而不是完整的碳化硅 SiC。混合意味着：保留开关硅，最有可能是 IGBT，并仅使用碳化硅作为续流二极管。这不会提供 SiC MOSFET 解决方案的全部优势，但如果选择 IGBT 来匹配 SiC 肖特基二极管的性能，它会更便宜且有效。让我们仔细看看。

　　SiC 肖特基二极管也是单极器件，仅使用多数载流子(电子)来传输电荷。单极器件的优点是开关速度更快，与双极硅二极管相反，在阻塞模式下不存在少数载流子与电子复合。这种复合会在硅二极管中产生所谓的“反向恢复”尾电流，即当二极管结上产生电压时，电流沿二极管的阻断方向流动。该电压和反向恢复电流会导致功率损耗，很容易达到总开关损耗的 35% 左右。对于 SiC 肖特基二极管，不存在反向恢复，只能观察到由 SiC 芯片的结电容引起的小电容电流。

　　但硅二极管的反向恢复电流还有第二个意义：电流不仅流经二极管，而且还流经当二极管进入阻断模式时即将导通的互补 IGBT，从而导致额外的导通。 IGBT 芯片的损耗。假设 SiC 肖特基二极管的电流相当小，则导通损耗将会降低。根据经验，可以假设开通损耗最多可减少至原始值的 40%，而 IGBT 关断损耗不受影响。现在，当您应用开关损耗自然较低的快速开关 IGBT 时，与结合硅续流二极管的标准 IGBT 相比，开关损耗的总体降低可轻松达到 60%。

　　混合 Si-SiC 模块的另一个优点是无需修改栅极驱动器，从而消除了额外的开发工作及其相关成本。