参考文献：周伟成，碳化硅功率器件的性能分析与多芯片并联应用研究【D】，浙江大学，2019（转发请注明出处及作者）
 
碳化硅ＭＯＳＦＥＴ
 
碳化硅ＭＯＳＦＥＴ具有正向导通电阻低、开关速度快、驱动电路筒单等优点。碳化硅ＭＯＳＦＥＴ的漂移区相对较薄，它的正向导通电阻低，导通损耗也小。由于正向电阻小,所以相较于传统硅ＩＧＢＴ，在相同的耐压和导流能力条件下碳化硅ＭＯＳＦＥＴ的面积可以更小，从而其结电容也更小（相对介电常数：碳化硅９．６６，硅１１．９，＠３００Ｋ），较小的结电容使得器件的开关速度更快。碳化硅ＭＯＳＦＥＴ是电压型驱动器件，驱动功耗较低，而栅氧结构让它的栅极输入阻抗极大，所以碳化硅ＭＯＳＦＥＴ的驱动电路相对筒单，并且从电路拓扑上来说传统硅ＩＧＢＴ的驱动电路可以直接驱动碳化硅ＭＯＳＦＥＴ，所以碳化硅功率ＭＯＳＦＥＴ被视为硅ＩＧＢＴ的最理想替代品。 碳化硅ＭＯＳＦＥＴ的工作原理可以用图２．３中的垂直型ＤＭＯＳ来说明。当栅源之间存在正偏压，并且高于阈值电压时，栅极下方在ＳｉＣ表面形成了反型沟道，从源极到漏极形成了导电通路，ＭＯＳＦＥＴ导电通路的等效电阻由如图２．３中所示的几个部分等效电阻串联组成。当栅源之间短路或者在栅源之间施加反偏电压时，沟道被断开，源极到漏极的电流通路不复存在，漏源之间开始具备承受高电压应力的条件。从器件内部来看，正向阻断的电压应力绝大部分由Ｎ－漂移区承担，图２．４显示了漂移区－中电－势分布的示意图。
碳化硅ＭＯＳＦＥＴ存在反向并联的体二极管，从图２．４中可以看到从源极到漏极是ＰｉＮ结构，即ＰＮ结二极管。在电路应用中，通常在开关器件两侧反向并联一个二极管，比如在桥臂电路中ＩＧＢＴ管两端反并一个二极管满足续流导通的需要。碳化硅ＭＯＳＦＥＴ内部集成的体二极管能起到和反并二极管相同的作用，省掉反并二极管可以简化电路拓扑，降低器件成本。可是在实际情况中，直接用ＳｉＣＭＯＳＦＥＴ的体二极菅作为反并二极管会存在一些问题。该体二极管一般是ＰＮ结结构，由于碳化硅ＰＮ结二极管的正向门槛电压很高（２．７Ｖ），体二极管续流时将产生较大的功率损耗，同时由于ＰＮ结二极管存在反向恢复过程又会进一步增加开关损耗，该损耗还会随着温度的升高而增加［６９］。因此，ＳｉＣＭＯＳＦＥＴ的体二极管很少被直接作为反并二极管使用。现在有一些研究团队通过对ＭＯＳＦＥＴ的结构设计来提高体二极管的性能。
 
碳化硅ＭＯＳＦＥＴ特性
 
碳化硅ＭＯＳＦＥＴ的输出特性
 
以Ｃｒｅｅ公司的碳化硅ＭＯＳＦＥＴ（ＣＭＦ２０１２０Ｄ）为研究对象，对其静态和动态特性进行了测试和分析。碳化硅ＭＯＳＦＥＴ（ＣＭＦ２０１２０Ｄ）的最高耐压为１２００Ｖ，室温下导通电阻为８０ｍａ它的输出特性如图３．１３所示，栅极电压和结温的改变都会对器件的导通性能产生影响。
器件的导通性能会随着栅压的升高而提高。随着栅源电压的升高，栅氧下方的沟道电阻减小，从而器件的导电能力也随之增加。公式（３．１２）可以近似的表明沟道电阻和栅压之间的关系。 其中Rch为沟道电阻，Lch为沟道长度，Ｚ为器件在ｚ方向的长度，μin为沟道电子迁移率，Ｃox为栅氧层的比电容，Vgs为栅极电压，Vth为阈值电压。