革新电路保护：Qorvo 4mΩ SiC JFET 助力固态断路器升级

Qorvo推出了一款750V、4毫欧（mΩ）碳化硅（SiC）结型场效应晶体管（JFET）产品；其采用紧凑型无引脚表面贴装（TOLL）封装，可带来卓越的断路器设计和性能。

“我们正处于断路器技术下一轮革命的初期阶段。”Qorvo业务发展经理Andy Wilson表示，“固态电路断路器要在市场上取得成功，就必须能够安装在现有无散热片或无需强制风冷的箱体内——对此，Qorvo所推出的这款JFET满足了断路器市场的三个要求：低电阻以减少发热、小型化，以及耐用性强。”

Qorvo坚固耐用的JFET产品提供电路保护功能，并能在电路故障时切断高浪涌电流。JFET的常开特性使其能够无缝集成到开关必须在故障条件下关断的系统中。

固态断路器的优势

固态断路器（SSCB）相较于传统机械断路器具有多项显著优势。

• 更快的操作响应。SSCB能在微秒级中断故障，远快于需要几毫秒才能跳闸的机械式断路器；这种快速响应有助于防止设备受损并增强系统稳定性。
• 无电弧产生。SSCB无活动触点，消除了机械式断路器在开关操作中因电弧而可能对设备造成损害的问题。
• 远程操控性。SSCB可通过有线或无线连接实现远程重置，而机械式断路器则需现场手动重置。
• 电流额定值可编程。SSCB的电流额定值可编程且可调，而机械断路器的电流额定值是固定的。
• 体积小巧、重量轻。SSCB比机械断路器更紧凑、更轻便，因此非常适合电动汽车和飞机等空间受限的应用场景。
• 使用寿命更长。由于没有活动部件，SSCB的使用寿命更长，不会像机械断路器那样易受磨损。
• 温度适应性强。SSCB能在比机械断路器更高的温度下工作，且其工作温度可根据需要进行设定。
• 限流能力。部分SSCB具有限制故障电流的能力，这是机械断路器所不具备的。

尽管SSCB具有这些优势，但与机械断路器相比，它们的主要挑战包括成本更高、电压/电流额定值有限，以及潜在的热管理问题。

Qorvo的低导通电阻设计

Qorvo的UJ4N075004L8S设计在标准分立封装的650V至750V等级功率器件中提供了业界最低的导通电阻（R_DS(on)）。如此低的R_DS(on)显著减少了热量产生，加之采用紧凑型TOLL封装，使得解决方案的尺寸比同类竞品小40%。

UF3N170400B7S JFET产品

Qorvo功率器件的主要特点和优势包括：

• 4mΩ的超低导通电阻比同类硅基MOSFET、SiC MOSFET和GaN晶体管低4至10倍，从而提高了效率并降低了功率损耗。
• 750V的额定电压为处理电压瞬变提供了显著增强的设计余量，相比替代技术高出100至150V。
• TOLL封装的占板面积相比D2PAK封装小30%，高度仅为后者的一半，非常适合固态断路器等空间受限的应用。
• 从结点到外壳的热阻为0.1°C/W，处于行业领先地位，可实现有效散热。
• 高电流额定值；在高达144°C的壳温下，直流电流额定值为120A，脉冲电流可达588A（0.5毫秒），提供了强大的抗瞬态过载能力。

与传统断路器相比，Qorvo的SSCB极具优势，包括更快的故障中断速度（微秒级，而机械断路器需毫秒级），更强的系统稳定性，并能有效预防设备损坏。此外，由于没有电弧或活动触点，更消除了磨损，延长了使用寿命。

Qorvo推出的750V 4毫欧SiC JFET采用TOLL封装，标志着固态电路断路器技术的重大进步；与传统机械断路器及其它半导体解决方案相比带来更优越的性能、效率和设计灵活性。UJ4N075004L8S型号目前已可提供样品，并将于2024年第四季度全面投入量产，同时还将提供更多JFET选择，包括额定电压750V的5毫欧产品，及额定电压1,200V的8毫欧型号，均采用TO-247封装。

文章转载自Qorvo半导体公众号