業界首款采用TOLL封裝的4毫歐硅碳化硅(SIC)結型場效應晶體管(JFET)。這一成果標志著在標準分立封裝的650V至750V功率器件中實現了最低的導通電阻，大大減少了熱量的產生。通過使用緊湊的TOLL封裝，相比傳統的TO-263封裝減少了40%的解決方案尺寸，解決了現代機電斷路器的空間限制問題。其卓越的熱性能消除了對大量冷卻系統的需求，從而加速了向基于半導體的固態斷路器(SSCB)的過渡。

　　Qorvo的高級業務開發經理Andy Wilson強調了這一新解決方案在包括固態斷路器在內的電路保護應用中的重要性，其中低電阻、卓越的熱性能、小尺寸和可靠性至關重要。

　　Qorvo最新的JFET能夠承受高瞬時結溫而不發生參數漂移或退化。JFET的常開狀態使其能夠無縫集成到默認情況下開態、故障情況下關態的系統中。

　　固態斷路器市場

　　固態斷路器(SSCB)市場正在迅速興起，主要由對先進電路保護和效率的需求驅動。據Wilson介紹，盡管機電斷路器長期以來一直是行業標準，但在過去的18到24個月中，固態替代品的發展顯著加快。這一轉變是由于固態技術的卓越性能特點，如更快的響應時間、更高的可靠性，以及更好的能效。

　　JFET技術特別適合用于SSCB。JFET具有低導通損耗、高熱穩定性和中斷高電流的能力，使其非常適合現代電力分配和保護需求。隨著對更強大和高效電氣系統的需求增長，基于JFET的SSCB的采用有望增加，這標志著電路保護技術的重大進步，為更具彈性和高效的電力管理解決方案鋪平了道路。

　　高壓應用中的挑戰和解決方案

　　在12V或48V保險絲等低壓應用中，硅由于其成本效益和在低額定電壓下的小尺寸，仍然是主要技術。然而，對于特別是需要230V交流和超過10A電流的高壓應用，硅基解決方案面臨顯著限制，除非采用先進的冷卻方法。鑒于趨勢是開發可以安裝到現有斷路器面板中且冷卻有限的SSCB，目標是減少半導體開關的總電阻，以減少產生的熱量。在這種限制下，硅碳化硅(SiC)由于在相同封裝尺寸內具有顯著更低的RDS(on)，從而提高了效率和性能，成為優越的替代方案。

　　“雖然SiC MOSFET是可行的，但我們優先考慮JFET，因為其性能更優越，”Wilson說道。“JFET不僅在相同封裝尺寸內實現了更低的RDS(on)，還提供了更高的魯棒性。”

　　“例如，我們新的4毫歐SiC JFET在同一個封裝中優于22毫歐的硅解決方案，這意味著需要五個硅器件才能匹配單個SiC JFET的熱性能。這突顯了SiC JFET在高功率應用中的顯著優勢，確保了效率和可靠性。”

　　JFET技術的發展和測試

　　據Wilson介紹，與關鍵客戶的合作表明，他們當前針對高頻開關電源轉換優化的共源共柵解決方案在電路保護應用中表現不佳。電路保護需要相對較慢的開關以管理開關事件期間的能量吸收。

　　“因此，我們開發了一系列新的SiC JFET，專為電路保護量身定制。這些本質上堅固的JFET可以在不退化的情況下承受無限的高電流事件。這種魯棒性對于安全處理故障條件下的顯著電流沖擊和高浪涌電流至關重要，包括短路事件，”Wilson說道。

　　在斷路器中，當短路時電流可以飆升到額定電流的20倍，JFET必須處理高浪涌電流并吸收大量能量。Qorvo計劃測試100個4毫歐JFET，在100°C殼溫下開關超過350A，進行150萬次循環。關鍵參數如熱阻、漏電流、閾值電壓和RDS(on)將在測試前后測量。據Wilson說，初步測試表明沒有參數漂移，未來的測試輪次將包括競爭對手的部件。

　　關鍵優勢和市場采用

　　盡管與機電解決方案相比，當前的固態選項在成本上存在差異，但它們提供了遠程連接和負載管理等優勢。新興標準(UL 489I，IEC 60947-10)將推動其采用。

　　“Qorvo的物聯網(IoT)微處理器與我們的JFET集成，增強了對斷路器的控制功能。雖然固態解決方案在航空和鐵路等安全關鍵領域獲得了牽引力，但隨著碳化硅成本的下降，工業領域的更廣泛采用將隨之而來，這一趨勢受到電動汽車市場的推動。從第三代到第四代產品的進步顯示出RDS(on)的顯著降低，表明未來創新潛力巨大。”Wilson說道。

　　“我們正在不斷進步，旨在引入這些創新解決方案，開創電路保護的新紀元，帶來安全、效率和可靠性的新水平。”Wilson說道。

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