電子發燒友網報道（文/梁浩斌）從特斯拉Model3和比亞迪漢大規模應用SiC開始，不到十年的時間里，隨著電動汽車市場迅速擴張，汽車技術迭代周期正在以史無前例的速度縮短，在2025年的當下，碳化硅已經完成了高端到“白菜”的轉變，迅速實現了普及的進程。

根據國信證券數據，我國2025年1月新能源上險乘用車主驅模塊中SiC MOSFET占比為18.9%，800V車型滲透率約15%，800V車型中碳化硅滲透率為71%。

SiC應用越來越廣泛，對應的柵極驅動器也受到了更多的關注。

傳統的Si MOSFET同樣需要柵極驅動器，因為MCU輸出的信號電壓一般為3.3V/5V，無法直接驅動MOSFET，所以柵極驅動器起到功率放大的作用，將MCU輸出的信號轉換為適合MOSFET的驅動電壓，確保器件完全導通或關斷。

其次MOSFET的源極和漏極電容都需要快速放電以實現開關切換，驅動器提供瞬時的大電流來克服寄生電容，從而降低開關延遲和損耗。

不過，對于SiC MOSFET來說，就需要專用的柵極驅動器了。因為SiC MOSFET通常需要更高的正柵極電壓，比如+18V至+20V才能完全導通，而Si MOSFET一般是+10V至+15V。

在SiC MOSFET中，提高正柵極電壓可以有效降低導通電阻，這與SiC的材料特性有關。

MOSFET的導通依賴于柵極電壓在半導體表面形成的溝道，當柵極電壓超過閾值電壓，柵極電場吸引載流子形成導電溝道。柵極電壓越高，柵極電場就越強，溝道中的載流子濃度越高，導電能力越強，溝道電阻就會降低。

不過SiC的電子遷移率900 cm2/(V·s)相比硅1500 cm2/(V·s)要更低，需要更高的正柵極電壓才能形成足夠濃度的載流子，彌補遷移率劣勢。

SiC的導通電阻由多個部分的電阻串聯構成，包括溝道電阻、襯底電阻、JFET區電阻等。當柵極電壓升高，溝道電阻顯著降低，于是就降低了整體的導通電阻。

但同時，柵極驅動器也要控制正柵極電壓不能超過最大值，以保護SiC MOSFET器件。

SiC MOSEFT還具備高頻開關的特性，那么面對高開關速度，SiC MOSFET柵極驅動器需要解決兩大問題：抑制開關瞬態干擾、減小米勒效應的影響。

SiC MOSFET的開關速度可達100 V/ns以上，超高的開關速度會導致高頻振蕩和電磁干擾（EMI），那么柵極驅動器要解決這些問題，需要具備低寄生電感的設計，減少環路振蕩；優化驅動電阻匹配，平衡開關速度和EMI。

快速開關時，米勒電容耦合可能導致柵極電壓波動，SiC專用驅動器可以通過動態調整驅動電流或集成米勒鉗位電路，抑制誤導通風險。

另外，由于目前SiC常用在高壓領域，比如比亞迪最近推出的1000V平臺上使用的1500V SiC MOSFET。在高電壓的應用中，柵極驅動器鏈接高壓和低壓側，而SiC MOSFET開關瞬間的電壓變化率dv/dt可超過50 V/ns，在高dv/dt場景下，需要確保驅動器能準確傳輸控制信號，避免因共模噪聲導致誤觸發或損壞。

因此SiC柵極驅動器需要具備較高的共模瞬態抗擾度（CMTI），一般需要大于 100 kV/μs。比如英飛凌近期推出的EiceDRIVER? 6.5A 5.7 kVrms單通道柵極驅動器1ED314xMC12H，CMTI大于300kV/μs；納芯微NSI6601/NSI6601M 隔離式單通道柵極驅動器CMTI最低為150V/ns。

總的來說，柵極驅動器是連接控制信號與SiC MOSFET的橋梁，它通過電荷管理、電壓放大、寄生抑制和保護功能，確保了SiC MOSFET的高效可靠運行。而隨著電動汽車的電壓持續提高，以及SiC的進一步普及，柵極驅動器也將得到更大的應用空間。