每當我們談論碳化硅及其應用時，我們就會想到碳化硅mosfet功率模塊，即所謂的“全SIC”模塊。這種心理橋是 SiC MOSFET 眾所周知的動態性能的結果。與任何其他硅器件相比，單極 SiC MOSFET 的開關速度更快，開關損耗更低，從而可以大幅提高開關頻率，從而降低總體功率損耗并提高功率輸出效率。因此，整體功率密度顯著提高。

　　這意味著，當 SiC 組件用于需要磁性元件進行輸出電壓濾波的應用(例如太陽能逆變器或 UPS 系統)時，其優勢可能是巨大的。通過提高開關頻率，可以減小磁性元件的尺寸，從而降低材料成本。對于具有電流隔離變壓器的 DC/DC 轉換器來說，情況也是如此。降低整體損耗還帶來了額外的好處，即降低系統的冷卻要求，從而使散熱器和外殼更小。在某些情況下，甚至可以從強制冷卻方法改為對流冷卻方法。

　　盡管電源模塊本身的成本不斷增加，但所有這些優勢都可以顯著節省總體系統成本。SiC 功率模塊的生產成本比 Si 模塊更昂貴，因為碳化硅需要與硅不同的工藝。首先，原材料的生產成本昂貴。碳化硅錠生長非常緩慢，必須由氣相形成。碳化硅是已知最硬的材料之一，只能使用昂貴的金剛石工具來切割和研磨晶圓。此外，目前大部分芯片仍采用4英寸晶圓生產，未來1至2年內有望轉向6英寸晶圓(目前硅IGBT芯片已采用8英寸甚至12英寸晶圓)。這種晶圓更換將降低材料成本，從而降低 SiC 芯片成本。盡管如此，

　　在低功率應用(<30kW)中，由于其整體優勢，全 SiC 方法正在被采用。然而，在中等功率范圍應用中情況并非如此，當芯片面積增加時，SiC 芯片價格不會線性縮放。因此，需要一種解決方案將 SiC 技術應用于中等功率應用并突破轉換器性能障礙，同時保持經濟可行的解決方案。從成本角度來看，目標應該是在任何給定應用中使用盡可能小的 SiC 芯片面積。正確的需求評估有助于正確估計 SiC 芯片面積的大小。

　　獲得 SiC 性能優勢但保持較低電源模塊成本的另一個選擇是使用“混合”碳化硅解決方案而不是完整的碳化硅 SiC。混合意味著：保留開關硅，最有可能是 IGBT，并僅使用碳化硅作為續流二極管。這不會提供 SiC MOSFET 解決方案的全部優勢，但如果選擇 IGBT 來匹配 SiC 肖特基二極管的性能，它會更便宜且有效。讓我們仔細看看。

　　SiC 肖特基二極管也是單極器件，僅使用多數載流子(電子)來傳輸電荷。單極器件的優點是開關速度更快，與雙極硅二極管相反，在阻塞模式下不存在少數載流子與電子復合。這種復合會在硅二極管中產生所謂的“反向恢復”尾電流，即當二極管結上產生電壓時，電流沿二極管的阻斷方向流動。該電壓和反向恢復電流會導致功率損耗，很容易達到總開關損耗的 35% 左右。對于 SiC 肖特基二極管，不存在反向恢復，只能觀察到由 SiC 芯片的結電容引起的小電容電流。

　　但硅二極管的反向恢復電流還有第二個意義：電流不僅流經二極管，而且還流經當二極管進入阻斷模式時即將導通的互補 IGBT，從而導致額外的導通。 IGBT 芯片的損耗。假設 SiC 肖特基二極管的電流相當小，則導通損耗將會降低。根據經驗，可以假設開通損耗最多可減少至原始值的 40%，而 IGBT 關斷損耗不受影響。現在，當您應用開關損耗自然較低的快速開關 IGBT 時，與結合硅續流二極管的標準 IGBT 相比，開關損耗的總體降低可輕松達到 60%。

　　混合 Si-SiC 模塊的另一個優點是無需修改柵極驅動器，從而消除了額外的開發工作及其相關成本。