신소재인 SiC로 만들어진 파워 MOSFET을 사용하면 5kW 태양광 발전 파워 컨디셔너나 5k～10kW 전기자동차 인버터의 체적을, 실리콘으로 만든 파워 MOSFET을 사용했을 때의 약 1/2로 할 수 있다. 이것은 ON저항이 약 1/10이며 스위칭 시의 리버커리 전류가 줄어 소자 손실을 줄일 수 있기 때문이다.
한편, SiC MOSFET은 Si MOSFET과 똑같이 구동할 수 없다. 여기서는 특성 차이를 검증한 후 구동 방법을 소개한다.
지금까지 주류를 이루었던 실리콘(Si) 계열 파워 반도체 디바이스에 대해 최근에는 실리콘 카바이드(SiC)나 질화갈륨(GaN)이라 불리는 새로운 재료를 사용한 파워 반도체 디바이스가 주목 받고 있다. 도통 손실 대폭 저감, MHz급 고주파 스위칭을 실현할 수 있기 때문이다.
손쉽게 고효율을 얻을 수 있고, 냉각 시스템을 소형화할 수 있는 요술방망이 같은 파워 반도체 디바이스 같지만, 지금까지의 전원 시스템을 그저 치환하기만 한다면 최악의 경우 단락에 의해 디바이스가 파손되어 버린다.
새로운 재료인 SiC를 사용한 파워 반도체 디바이스와 기존 Si을 사용한 MOSFET의 특성 차이는 손실을 줄이기 위한 구조에 있다.
기존 Si MOSFET에 대해 한 자릿수 큰 밴드갭을 가진 SiC MOSFET은 이론적으로 1/10으로 슬림하게 할 수 있다. 이것은 파워 반도체 디바이스에서의 전류 경로가 1/10로 짧아지는 것을 의미하며 도통 손실을 대폭 줄일 수 있다.
- CQ출판사 『트랜지스터기술』
