在當(dāng)今高性能電力電子領(lǐng)域，MOSFET被廣泛應(yīng)用于開關(guān)電源、電機(jī)控制和功率變換系統(tǒng)中。隨著對高效率、高電壓能力的需求不斷增長，基于碳化硅材料（SiC）的MOSFET逐步進(jìn)入工業(yè)和商用市場，成為傳統(tǒng)硅基MOSFET（Si MOSFET）的有力替代者。

1. 開啟閾值電壓 Vth 的比較

在柵極驅(qū)動(dòng)控制方面，MOSFET的開啟閾值電壓起著至關(guān)重要的作用。通常，Si MOSFET的Vth范圍集中在2V到4V之間，而SiC MOSFET則略高，普遍在3V到5V之間。這意味著SiC器件在驅(qū)動(dòng)電路設(shè)計(jì)上更傾向于使用高壓柵極驅(qū)動(dòng)信號，能夠有效防止誤導(dǎo)通現(xiàn)象的發(fā)生，提高系統(tǒng)的抗干擾能力，但也對驅(qū)動(dòng)源提出了更高要求。

2. 導(dǎo)通電阻 Rds(on) 的對比

在通態(tài)下工作的MOSFET，其導(dǎo)通電阻直接影響系統(tǒng)的功耗表現(xiàn)。Si MOSFET的Rds(on)在中低壓領(lǐng)域具備明顯優(yōu)勢，但當(dāng)工作電壓超過600V后，其Rds(on)迅速上升，器件發(fā)熱顯著。相比之下，SiC MOSFET由于材料本征電場強(qiáng)度更高，可以設(shè)計(jì)得更薄，漂移層電阻大幅降低，因此在高壓段（如1200V及以上）表現(xiàn)出遠(yuǎn)低于Si器件的導(dǎo)通電阻。這種優(yōu)勢讓SiC器件在電動(dòng)汽車主驅(qū)、工業(yè)逆變系統(tǒng)中廣受青睞。

3. 漏極漏電流 Idss 的差異

在關(guān)斷狀態(tài)下的漏電流是判斷器件是否具有良好絕緣性能的重要指標(biāo)。Si MOSFET在高溫條件下的漏電流可能出現(xiàn)明顯增長，進(jìn)而影響系統(tǒng)待機(jī)損耗。而SiC MOSFET憑借其寬禁帶特性，即使在高達(dá)150℃或更高的環(huán)境中也能保持極低的漏電流，這對于高可靠性要求的應(yīng)用場景（如軌道交通、太陽能逆變器）具有重要價(jià)值。

4. 擊穿電壓 Vbr 表現(xiàn)的不同

在耐壓能力方面，Si MOSFET通常難以實(shí)現(xiàn)超過900V的擊穿電壓，這限制了其在高壓直流變換器中的使用。而SiC MOSFET則輕松支持1200V、1700V乃至3300V的應(yīng)用場景，且體積更小、封裝簡潔，不僅節(jié)省了系統(tǒng)空間，還提升了功率密度。對于要求輸入電壓高、轉(zhuǎn)換效率高的系統(tǒng)而言，SiC技術(shù)的突破解決了Si器件在高壓段的瓶頸問題。

5. 溫度依賴特性分析

Si MOSFET的Rds(on)對溫度變化敏感，溫度升高會顯著增加導(dǎo)通電阻，最終導(dǎo)致器件損耗和熱管理壓力雙重上升。反觀SiC器件，其Rds(on)變化趨勢更平緩，甚至在某些型號上表現(xiàn)出較好的溫度穩(wěn)定性。這種特性使得SiC器件更適用于高溫、連續(xù)運(yùn)行的工業(yè)環(huán)境。

綜合比較不難發(fā)現(xiàn)，Si MOSFET依然在低壓、成本敏感場合具有廣泛應(yīng)用價(jià)值，例如LED驅(qū)動(dòng)、適配器、低壓DC-DC轉(zhuǎn)換等。而對于追求高壓、大功率、高效率的領(lǐng)域，如新能源汽車主驅(qū)系統(tǒng)、高頻逆變器、太陽能MPPT模塊等，SiC MOSFET以其在靜態(tài)特性上的出色表現(xiàn)，展現(xiàn)出無可替代的優(yōu)勢。