业界首款采用TOLL封装的4毫欧硅碳化硅(SIC)结型场效应晶体管(JFET)。这一成果标志着在标准分立封装的650V至750V功率器件中实现了最低的导通电阻，大大减少了热量的产生。通过使用紧凑的TOLL封装，相比传统的TO-263封装减少了40%的解决方案尺寸，解决了现代机电断路器的空间限制问题。其卓越的热性能消除了对大量冷却系统的需求，从而加速了向基于半导体的固态断路器(SSCB)的过渡。

　　Qorvo的高级业务开发经理Andy Wilson强调了这一新解决方案在包括固态断路器在内的电路保护应用中的重要性，其中低电阻、卓越的热性能、小尺寸和可靠性至关重要。

　　Qorvo最新的JFET能够承受高瞬时结温而不发生参数漂移或退化。JFET的常开状态使其能够无缝集成到默认情况下开态、故障情况下关态的系统中。

　　固态断路器市场

　　固态断路器(SSCB)市场正在迅速兴起，主要由对先进电路保护和效率的需求驱动。据Wilson介绍，尽管机电断路器长期以来一直是行业标准，但在过去的18到24个月中，固态替代品的发展显著加快。这一转变是由于固态技术的卓越性能特点，如更快的响应时间、更高的可靠性，以及更好的能效。

　　JFET技术特别适合用于SSCB。JFET具有低导通损耗、高热稳定性和中断高电流的能力，使其非常适合现代电力分配和保护需求。随着对更强大和高效电气系统的需求增长，基于JFET的SSCB的采用有望增加，这标志着电路保护技术的重大进步，为更具弹性和高效的电力管理解决方案铺平了道路。

　　高压应用中的挑战和解决方案

　　在12V或48V保险丝等低压应用中，硅由于其成本效益和在低额定电压下的小尺寸，仍然是主要技术。然而，对于特别是需要230V交流和超过10A电流的高压应用，硅基解决方案面临显著限制，除非采用先进的冷却方法。鉴于趋势是开发可以安装到现有断路器面板中且冷却有限的SSCB，目标是减少半导体开关的总电阻，以减少产生的热量。在这种限制下，硅碳化硅(SiC)由于在相同封装尺寸内具有显著更低的RDS(on)，从而提高了效率和性能，成为优越的替代方案。

　　“虽然SiC MOSFET是可行的，但我们优先考虑JFET，因为其性能更优越，”Wilson说道。“JFET不仅在相同封装尺寸内实现了更低的RDS(on)，还提供了更高的鲁棒性。”

　　“例如，我们新的4毫欧SiC JFET在同一个封装中优于22毫欧的硅解决方案，这意味着需要五个硅器件才能匹配单个SiC JFET的热性能。这突显了SiC JFET在高功率应用中的显著优势，确保了效率和可靠性。”

　　JFET技术的发展和测试

　　据Wilson介绍，与关键客户的合作表明，他们当前针对高频开关电源转换优化的共源共栅解决方案在电路保护应用中表现不佳。电路保护需要相对较慢的开关以管理开关事件期间的能量吸收。

　　“因此，我们开发了一系列新的SiC JFET，专为电路保护量身定制。这些本质上坚固的JFET可以在不退化的情况下承受无限的高电流事件。这种鲁棒性对于安全处理故障条件下的显著电流冲击和高浪涌电流至关重要，包括短路事件，”Wilson说道。

　　在断路器中，当短路时电流可以飙升到额定电流的20倍，JFET必须处理高浪涌电流并吸收大量能量。Qorvo计划测试100个4毫欧JFET，在100°C壳温下开关超过350A，进行150万次循环。关键参数如热阻、漏电流、阈值电压和RDS(on)将在测试前后测量。据Wilson说，初步测试表明没有参数漂移，未来的测试轮次将包括竞争对手的部件。

　　关键优势和市场采用

　　尽管与机电解决方案相比，当前的固态选项在成本上存在差异，但它们提供了远程连接和负载管理等优势。新兴标准(UL 489I，IEC 60947-10)将推动其采用。

　　“Qorvo的物联网(IoT)微处理器与我们的JFET集成，增强了对断路器的控制功能。虽然固态解决方案在航空和铁路等安全关键领域获得了牵引力，但随着碳化硅成本的下降，工业领域的更广泛采用将随之而来，这一趋势受到电动汽车市场的推动。从第三代到第四代产品的进步显示出RDS(on)的显著降低，表明未来创新潜力巨大。”Wilson说道。

　　“我们正在不断进步，旨在引入这些创新解决方案，开创电路保护的新纪元，带来安全、效率和可靠性的新水平。”Wilson说道。

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