接地故障电路界流（GFCI）和ARC故障电路界流（AFCI）等创新，多年来的断路器进一步增强了断路器。尽管有这些改进，但由于其机械继电器，传统断路器仍然存在局限性。这些限制包括：
　　电弧：当继电器触点打开或关闭时，可能会发生电弧，这在高电流的电路故障中尤其有问题。
　　断开速度：机电断路器断开连接的速度受其线圈和继电器的惯性质量的限制。
　　磨损：随着时间的流逝，机械继电器中的触点磨损，限制了中断周期的数量。
　　当前趋势是一种新型的断路器，它用半导体功率设备（称为固态断路器（SSCB）或半导体断路器（SCB））代替机电继电器。这些SSCB提供了几个优势：
　　电弧：半导体开关连接和断开连接而无需产生弧形，从而消除了对特殊弧形特征的需求。
　　断开速度：不受磁线圈的限制，半导体开关可以比机电继电器快数百倍。这种快速响应使电流在危险之前会中断，这对于有效的电路保护至关重要。
　　磨损：由于它们没有机械组件，因此半导体开关可以执行无限制的连接/断开连接周期而不会降解。
　　从白炽灯到LED照明的过渡为从电力机电向半导体断路器的过渡提供了有用的类比。可以将LED灯泡广泛采用，该LED灯泡可以安装到为白炽灯泡设计的现有插座中，使客户逐渐进行过渡。在早期，当LED照明的价格溢价很高时，用户只能在高使用插座上安装LED灯泡，在这种效率上获得额外成本是合理的。
　　半导体断路器挑战
　　同样，直接安装在初为电力机电断路器设计的电池板中的SCB的开发将允许逐步进行有条理的过渡。但是，这引入了重大挑战，其中首先是热管理。基于机械继电器的传统断路器具有极低的接触电阻，在正常运行期间几乎没有热量。因此，断路器面板的供应少，有限的气流且无散热器。鉴于这些限制，为现有面板设计的SCB必须产生的热量，因此必须对半导体开关的有效抗性低。
　　SCB的第二个挑战是尺寸。要与现有面板兼容，SCB必须符合现有电力机电断路器的形式，从而限制了可以并行安装的设备数量，以实现由断路器面板的热约束定义的目标电阻。这些约束驱动了对紧凑型软件包中超低R DS（ON）设备的需求。

　　Qorvo的SIC JFET符合这些严格的要求，其距离（R DS ·A）在其电压范围内的任何设备类型的优点数字，这要归功于其简单的结构。

　　图1（a）显示了具有栅极源电压v GS = 0的Qorvo SIC JFET的简化横截面  和排水源电压V DS几乎为零。这代表了JFET芯片中数千个平行细胞之一，其终端标记为源，门和排水。 Qorvo SIC JFET具有两个PN连接，因此有两个二极管：排水到门口和闸门，如叠加在相应的PN连接处的图所示。在这种公正的状态下，漏极和源之间存在一个高电导的通道，使电子可以自由地沿任一方向流动，从而产生了Qorvo SIC JFET的独特低抗性。

　　（一个）
　　（b）
　　图1。 无偏压电压的垂直JFET截面（a），以及（b）v g（th） 表征的偏差。图像由Bodo的Power Systems  [PDF]提供每个PN连接处周围都是一个高电阻的耗竭区域，因为移动载体已从PN连接处排斥。排水门耗尽区域在图1。英寸（b）中表示为灰色区域，应用足够的排水源电压会激发流动流动。但是，由于施加了负栅极源电压，由于耗尽区域的膨胀而阻止了电流几乎为零。当这些耗尽区域相遇时，通道就会捏合。

　　Qorvo SIC JFET通常在（完全导电）上，没有使用栅极源电压，并且需要负v GS才能切换并保持关闭。虽然某些半导体 - 列表应用程序受益于这个正常的状态，但大多数需要默认状态。通常，Qorvo SIC JFET非常适合两种类型，因为即使没有控制功率，添加一些简单的组件也可以使其保持正常状态。但是首先，几个图可以帮助理解Qorvo SIC JFET的构建。

　　图2（a）所示是输出特性，在室温为750 V，4.3MΩSICJFET（MO-229）软件包，零件号UJ4N075004L8中，具有各种栅极源电压。典型的部分具有门阈值电压v g（th） = -6V。
　　对于V GS   = -5V，通道宽度高度受耗竭区域的限制，因此电流流量受到限制。电流随V DS略有增加，JFET处于“饱和度”中。在V GS  = -4V时，耗竭区域较窄，使通道更宽，从而增加电导率（减少了抗性）。该曲线显示了增加V ds并扩大耗竭区域，弯曲输出特征曲线的效果，直到电流与V ds的增加几乎没有增加。另一方面，增加的V GS降低了耗竭区域的宽度，从而扩大了通道并增加电导率。该图显示了对应于某些V GS值的曲线，一直到 +2V，这是一个V GS测试电压。
　　图2。UJ4N075004L8S  （A）在25°C下的输出特性，（b）门电流与V GS。图像由Bodo的Power Systems  [PDF] 提供请注意，在这些数字中，r ds（on）的抗性为v gs  = 0v或v gs  = +2v。稍微正的V GS（例如2至2.5 V）进一步缩小了排水门耗尽区，并根据操作条件将R DS（ON）降低15％。通常称为过度驱动，这是一种简单的方法，可以地减少JFET R DS（ON）而不会造成损坏或参数漂移的风险 - 在需要冷却操作和长时间使用寿命的应用中，Qorvo SIC JFET的另一个优势。
　　电阻温度系数（TC）为正，结合通过门驱动器可控开关速度，使并行轻松。但是，在选择零件并决定平行多少零件时，必须考虑强大的TC。即使在高工作温度下，与竞争设备技术相比，Qorvo的SIC JFET的每个包装尺寸的传导损失大大降低。
　　图2（b）显示了Qorvo的UJ4N075004L8S的栅极电流与V GS，其中SIC JFET GATE-Source二极管是前向偏置的。温度依赖性二极管“膝盖电压”清晰可见，斜率对应于JFET门电阻，即0.4Ω。 V GS的范围在2至2.6 V范围内，Ig在毫安范围内，温度从-55到175°C。该图还显示了JFET的栅极二极管正向电压温度系数为-3.2 mV/°C，可用于使用简单的差分放大器电路来感知JFET芯片温度。
　　Qorvo SIC JFET的简单结构产生了无与伦比的电导率，但这种简单性也提供了无与伦比的可靠性和耐用性。电流直接通过用高移动电子掺杂的SIC材料流动。电流路径中没有PN连接，也没有表面电流。该设计确保没有降解机制，滞后或异常动态效应。此外，不需要烧伤。只要安全的操作条件不得严重超过，即使经过多年，Qorvo SIC JFET的运营仍保持一致。

　　终的特征是由Qorvo SIC JFET结构的简单性 - 稳固性产生的。 SIC材料可以承受高的内部温度，如果能量保持在安全的限制范围内，则数百个摄氏摄氏度，没有参数移位。这使Qorvo SIC JFET可以关闭任何数量的周期的非常高的电流，包括短路。机电断路器和继电器忍受了有限数量的紧急切换周期，有时只有一个。

　　图3显示了双向阻止配置，简单地超速JFET。该电路通常打开，这意味着当没有门驱动力时，JFET就在打开。现成的门驱动器直接驱动每个JFET门，而无需电压调节。状态电阻的值取决于所需的JFET门电流。至少1个MA足以超过JFET门，而建议使用5 mA或更高的芯片温度感应。请注意，较大的州门电阻的开关速度相对较慢，但这对于许多SCB和继电器应用是可取的。

　　图3。 具有双向阻塞的直接驱动电路，通常在状态下。图像由Bodo的Power Systems  [PDF]提供JFET GATE驱动程序的负电源电压的范围从-30 V到V SS 的建议值为-12 V  ，或者低于SIC JFET在数据表中指定的阈值电压值的值为2V。正电源电压取决于选定的门驱动器的欠压锁定（UVLO）额定值。例如，诸如UCC5304之类的栅极驱动器对于V DD的6 V只需6 V ，从而可以相应地调整州门电阻。

　　图4显示了双向阻止配置，同样简单地超过JFET。通过将低压硅MOSFET与准cascode配置中的每个JFET连接起来，可以实现正常的状态。现成的门驱动器直接驱动每个JFET的门，而电压主管则控制每个MOSFET，以确保在门驱动电源电压在运行范围内时将其保留。框图中的电压主管监视了负门驱动电压，因此MOSFET保持关闭，直到JFET驱动器可靠地关闭JFET为止。或者，电压主管可以由门驱动器代替。
　　图4。 带有双向阻塞的直接驱动电路，通常是偏离状态。图像由Bodo的Power Systems  [PDF]提供与图3中的电路类似，JFET的切换是通过大值门电阻的。 JFET栅极源二极管的温度依赖性正向电压为2 V至2.5V。因此，齐纳二极管的分解电压（BV）为3V，不会激活，允许6 mA流入每个JFET。
　　带有齐纳二极管的反系列中的二极管使栅极驱动器可以负面拉动jfet门。在正常运行期间，好像这些二极管和齐纳二极管被有效绕过。他们的主要目的是在没有门驱动力的情况下（例如在启动期间）关闭JFET。在这种情况下，随着电压在AC功率端子上的上升，电压在正常的MOSFET上升起。当电压超过齐纳BV加上JFET阈值电压的幅度时，JFET会关闭，因此即使跨AC端子的电压达到数百伏，也没有电流流量。
　　JFET驱动器示例这里只是许多可能的实现中的一些。要点是：
　　正常和-off配置的简单门驱动器
　　设计灵活性
　　使用随时可用的门驱动器和电路组件
　　直接驱动JFET门的额外功能是使用JFET的栅极源二极管进行芯片温度传感。此TJ Sense方法使用JFET芯片本身，消除了对JFET软件包内部或外部设备的需求。这意味着温度传感既高度准确又快速响应。

　　图5显示了一个测量JFET栅极电压V GS的差分放大器。它包括图4的GATE驱动电路的一部分，尽管省略了一些可选组件，以清晰度，例如输入过滤电容器和电压夹具二极管。图5中的放大器具有统一增益，因为V GS在微控制器中内置的许多模拟转换器（ADC）范围内变化。为了减轻高频噪声，在将T_SENSE信号传输到ADC输入之前，使用电阻器滤波器过滤器来平滑放大器输出。 RC滤波器电容器必须尽可能靠近ADC输入。

　　图5。 温度感应放大器。图像由Bodo的Power Systems  [PDF]提供该电路只能在JFET打开并超过驱动时感觉到JFET芯片温度。请注意，不必要将电流调节到JFET门或门电源电压。例如，假设门驱动程序的输出为15 V，并且设置了状态门电阻，以便6 mA流入JFET门。在该门电流下，Qorvo的UJ4N075004L8S JFET的VGS温度系数为-3.2 mV/°C。 JFET VGS根据芯片温度自我调节，范围为0.736 V，温度跨度为230°C（-55至175°C）。通常的温度跨度约为100°C，对应于V GS的范围约为0.32 V，与+15 V驱动电压相比，该范围非常小。因此，进入JFET门的电流可以被视为恒定，而温度测量中的误差很小。这是一个非常简单，低成本的电路，随着过度驱动，它充分利用了Qorvo的SIC JFET功能。