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TECNOLOGIA ELETTRONICA OGGI 528 - SETTEMBRE 2025 71 potenza dissipata durante questa fase operativa. Quando il valore della Vce diminuisce, cala anche la relativa componente di perdi- ta di potenza dissipata. Pertanto, è fondamentale progettare con IGBT con il valore di Vce più basso possibile. Questa tensione dovrebbe idealmente rimanere costante con l’au- mento della corrente, in realtà la Vce aumenta più rapidamente a livelli di corrente più bassi, creando un “ginocchio” nella curva caratteristica. L’immagine dello schema mostra un confronto tra le caratteristiche di uscita di due dispositivi di potenza commerciali, un Mosfet SiC e un IGBT in silicio, a 25°C e 175°C. Osservando i grafici a 25°C, vediamo che, nel caso specifico dei dispositivi presi in considerazione (anche se tale considerazione risulta del tutto generalizzabile), per il Mosfet SiC il rapporto Id/ Ic aumenta linearmente con Vds/Vce. Tuttavia, a causa della sua tensione di soglia (“ginocchio”), l’IGBT presenta una Vce più ele- vata rispetto alla Vds del Mosfet SiC. Questa area di vantaggio a 25°C per il Mosfet SiC viene mantenuta per correnti fino a 25 A. A temperature più elevate, il Mosfet SiC mantiene la sua linearità, mentre l’area di vantaggio si sposta fino a 35 A. Le caratteristiche Vds/Id (per i SiC) e Vce/Ic (per gli IGBT) fornisco- no informazioni preziose sulle caratteristiche di conduzione nello stato ON (Rds (on)). Se le Vds/Vce sono rispettivamente basse per Id/Ic specifici, indica che anche la resistenza di conduzione è bas- sa. Ciò comporta che più è ripida la pendenza della curva carat- teristica, più sarà bassa la resistenza di conduzione. Mentre i Mosfet SiCmantengono un valore Rds (on) basso su un ampio in- tervallo di tensione, gli IGBT presentano una regione di bassa tensione in cui la tensione Vce (quindi la perdita per conduzione) è superiore a quel- la dei Mosfet SiC. Questo è un grosso svantaggio in applicazioni quali la trasmissione degli EV, dove il funzionamento avviene spesso a carico parziale, che opera al di sotto del ginocchio della curva Vce. Oltre a questo, alcuni IGBT presentano una “corrente di coda” in- trinseca che continua a scorrere anche quando il dispositivo di po- tenza è già stato comandato in condizione di spegnimento. Poiché ciò si verifica quando la Vce applicata è elevata, essa contribuisce alle perdite anche a basse correnti. Ciò non avviene nei disposti- vi in tecnologia SIC dove l’interruzione della corrente condotta è quasi immediata e sincrona con il comando di spegnimento, com- portando quindi una sensibile riduzione della potenza dissipata durante questa fase operativa. Un esempio da menzionare qui è la tecnologia dei Mosfet SiC di Nexperia o dei dispositivi di Navitas, progettate per ridurre al mi- nimo l’Rds (on) mantenendo la stabilità nonostante le variazioni di temperatura, caratteristica che li rende una delle scelte ideali per le applicazioni ad alta efficienza. Perdite di commutazione Grazie alle loro proprietà intrinseche gli IGBT presentano una maggiore energia di spegnimento. I processi di iniezione e rimo- zione dei portatori all’interno di un IGBT sono più lenti rispetto ai Mosfet SiC, il che comporta una maggiore dissipazione di ener- gia durante gli eventi di commutazione. Grazie alle minori perdite, i moduli SiC possono invece funzio- nare a frequenze di commutazione più elevate, consentendo una riduzione delle dimensioni e del peso dei componenti passivi co- me trasformatori e induttori. La Rds (on) inferiore e le caratteristi- che di commutazione superiori dei dispositivi SiC si traducono in minori perdite complessive, in particolare in condizioni di ca- rico parziale. SiC nell’eMobility L’elettrificazione nel campo dei trasporti, o eMobility, rappresenta un’importante opportunità per ridurre le emissioni di gas serra e la dipendenza dai combustibili fossili. Tuttavia, per ottimizzare le prestazioni dei propulsori dei veicoli elettrici è necessario affron- tare delle sfide cruciali. Uno dei principali vantaggi della tecnologia SiC nelle applicazioni di mobilità elettrica risiede nella efficienza superiore. A differenza Confronto tra IGBT con caratteristiche di uscita SiC a diverse temperature (Fonte: STMicroelectronics)