分立MOSFET并联设计优势凸显，ST第三代SiC器件成理想选择

在10kW至50kW功率等级的应用场景中，功率模块与分立MOSFET的使用呈现共存趋势。尽管功率模块在结构集成度和热管理方面具有天然优势，但分立MOSFET凭借更高的设计自由度、灵活的拓扑适配能力以及更丰富的产品组合，正逐步获得工程师青睐。

特别是在需要高功率密度和高效能转换的设计中，并联多个分立MOSFET不仅能够满足功率需求，还能有效降低导通损耗和开关损耗，改善整体热分布，提升系统可靠性。

并联MOSFET的优势不止于功率扩展

除了提升输出功率，并联MOSFET还能带来以下技术优势：

降低导通损耗：总导通电阻随并联数量呈反比下降；

优化开关损耗：电流均分可降低单管承受的瞬态应力，从而减少电压尖峰和能量损耗；

增强散热性能：多器件分摊热量，单位面积热流密度下降，有助于维持较低结温；

提高设计灵活性：便于根据成本、性能需求灵活搭配不同规格器件；

简化原型验证流程：无需依赖复杂封装，可直接通过PCB布局测试不同配置。

然而，并非所有MOSFET都适合并联使用。关键挑战在于器件间的参数差异（如RDS(on)、阈值电压Vth）可能导致电流分配不均，进而引发局部过热甚至热失控风险。

热失控隐患与抑制策略

碳化硅（SiC）MOSFET因其优异的温度稳定性，成为并联设计的理想候选者。以意法半导体（STMicroelectronics）第三代SiC MOSFET SCT011HU75G3AG为例，其RDS(on)随温度变化曲线非常平坦，在25°C至175°C范围内仅上升约50%，远低于传统硅基MOSFET（可达200%以上）。

这种特性意味着即使在高温工况下，器件仍能保持相对稳定的导通损耗，避免因电阻升高导致电流进一步集中，从而抑制热失控的发生。

此外，仿真结果显示，即便两个并联MOSFET之间存在RDS(on)偏差（例如11.4mΩ vs 15mΩ），在合理热管理和TIM材料支持下，电流失衡率控制在22%以内，且两者结温仍在安全范围内，具备充足的工作裕量。

散热设计是成败关键

并联MOSFET的热管理效果高度依赖于导热界面材料（TIM）的选择。当前市场已有热导率超过20W/(m·K)的新型间隙填充材料，显著优于传统的7W/(m·K)填隙胶，可大幅降低壳温与散热器之间的热阻，提升整体散热效率。

以ST HU3PAK封装器件为例，其散热面积达120mm²，在140A RMS电流条件下，两个并联器件的壳温差小于8°C，表明热耦合良好，系统运行稳定。

ST第三代SiC MOSFET为何适合并联？

ST推出的第三代SiC MOSFET系列产品具备以下并联友好特性：

极低RDS(on)，典型值为11.4mΩ；

RDS(on)温度系数小，具备自限流能力；

支持顶面或底面散热封装形式，便于多样化布局；

开关性能优异，适用于高频应用；

高ESD和短路耐受能力，增强系统鲁棒性。

这些特性使其在并联配置中表现出色，既能保证良好的均流性能，又能有效防止热失控，是构建高功率密度、高效率电源系统的优选器件。