電動汽車革命即將來臨。汽車公司拚命地尋求技術優勢，驅動電動汽車的電力電子設備正在迅速發展。諸如碳化矽（SiC）之類的寬禁帶FET技術有望顯著提高效率，減輕係統重量並減小電池體積。在汽車設計中，SiC兌現了這些承諾

，並推動了下一代電動汽車的創新。

 

SiC和(he)其(qi)他(ta)寬(kuan)禁(jin)帶(dai)器(qi)件(jian)的(de)基(ji)本(ben)優(you)勢(shi)源(yuan)於(yu)它(ta)們(men)的(de)帶(dai)隙(xi)
，價(jia)帶(dai)頂(ding)部(bu)和(he)導(dao)帶(dai)底(di)部(bu)之(zhi)間(jian)的(de)能(neng)量(liang)差(cha)。電(dian)子(zi)從(cong)低(di)能(neng)價(jia)帶(dai)移(yi)動(dong)到(dao)高(gao)能(neng)導(dao)帶(dai)使(shi)材(cai)料(liao)導(dao)電(dian)。將(jiang)電(dian)子(zi)從(cong)價(jia)帶(dai)移(yi)動(dong)到(dao)導(dao)帶(dai)需(xu)要(yao)1.1 eV。另一方麵，SiC具有3.2 eV的帶隙，因此將電子移動到SiC導帶需要更多的能量。對於給定的芯片尺寸
，這意味著比矽器件更高的擊穿電壓。實際上
，SiC芯片的優勢更像是為電動汽車量身定製的，例如尺寸更小、更低的導通電阻（RDSON）和更快的開關速度等。

 

電動汽車的三個主要限製是充電時間，續航裏程和成本。將逆變器電路的高壓部分（稱為DC鏈路）升壓至800 V或至1,000 V可以降低電流，從而使電纜和磁性件的重量更輕。更高的電壓要求開關器件具有更高的擊穿電壓
，通常高達1200V。對於標準的矽MOSFET
，將擊穿電壓縮放到該水平並保持高電流是不切實際的，因為必需的管芯尺寸變得更大。雙極矽器件（主要是絕緣雙極柵晶體管（IGBT））可以解決此問題，但會犧牲開關速度並限製功率轉換效率。SiC的寬帶隙允許單極FET器件（具有顯著較小的裸片尺寸）表現出與傳統IGBT相同的擊穿電壓和額定電流。此特性為電源轉換係統帶來了數項改進

，同時允許更高的直流母線電壓並減輕了車輛的重量。

 

為(wei)了(le)提(ti)高(gao)電(dian)動(dong)汽(qi)車(che)的(de)續(xu)航(hang)裏(li)程(cheng)，要(yao)麼(me)必(bi)須(xu)增(zeng)加(jia)電(dian)池(chi)容(rong)量(liang)
，要(yao)麼(me)必(bi)須(xu)提(ti)高(gao)車(che)輛(liang)的(de)效(xiao)率(lv)。通(tong)常(chang)，提(ti)高(gao)電(dian)池(chi)容(rong)量(liang)會(hui)增(zeng)加(jia)成(cheng)本(ben)，尺(chi)寸(cun)和(he)重(zhong)量(liang)，因(yin)此(ci)設(she)計(ji)人(ren)員(yuan)將(jiang)精(jing)力(li)集(ji)中(zhong)在(zai)提(ti)高(gao)車(che)輛(liang)電(dian)源(yuan)轉(zhuan)換(huan)係(xi)統(tong)的(de)效(xiao)率(lv)上(shang)。使(shi)用(yong)正(zheng)確(que)的(de)開(kai)關(guan)設(she)備(bei)，設(she)計(ji)人(ren)員(yuan)可(ke)以(yi)提(ti)高(gao)電(dian)源(yuan)開(kai)關(guan)頻(pin)率(lv)
，以(yi)提(ti)高(gao)效(xiao)率(lv)，同(tong)時(shi)減(jian)小(xiao)磁(ci)性(xing)元(yuan)件(jian)的(de)尺(chi)寸(cun)，從(cong)而(er)降(jiang)低(di)成(cheng)本(ben)和(he)重(zhong)量(liang)。此(ci)外(wai)
，高(gao)效(xiao)轉(zhuan)換(huan)器(qi)需(xu)要(yao)更(geng)少(shao)的(de)散(san)熱(re)和(he)冷(leng)卻(que)係(xi)統(tong)。

 

SiC FET自然會適應這些高開關頻率，因為它們在每個充電/放電周期中消耗的能量很少。此外
，SiC的材料特性與較小的裸片尺寸相結合，可以在較高溫度下運行，而損耗比IGBT低。