短路耐受能力是指功率半導體因負載短路等原因,同時承受電源的高電壓與大電流時,能在不損壞的情況下承受的能力。通常以從短路發生到元件破壞為止的時間來表示,也就是在保護電路切斷電流之前所容許的時間(短路耐受時間,tsc)。在馬達驅動用逆變器等可能因配線事故或誤動作而發生短路的應用中,這是很重要的特性。
在正常動作下,電晶體導通時電壓幾乎為零、關斷時電流幾乎為零,因此發熱有限。但一旦發生短路,元件會在承受數百V電壓的狀態下流過額定值數倍~10倍左右的電流,晶片內部產生大量的熱。溫度急遽上升時,會發生元件熱失控、表面電極熔融或閘極破壞。工業用IGBT一般設計成具有10μs左右的短路耐受能力。
SiC MOSFET的晶片小、電流密度高,因此與相同額定的IGBT相比,短路耐受時間較短,多為數μs左右,這是一項課題。因此會利用閘極驅動器監測電晶體導通時的電壓(飽和電壓)來偵測短路的去飽和偵測(DESAT),或以電流感測器進行過電流偵測,在數μs內發現短路並關斷元件。由於突然切斷電流會產生很大的突波電壓,也會搭配緩慢關斷的軟關斷(soft turn-off)。短路耐受能力與導通電阻、切換性能之間存在取捨關係,須在元件設計上取得兩者的平衡。