碳化硅肖特基二极管的优点及其应用的说明

电子发烧友·2021-01-13 19:03

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碳化硅肖特基 二极管 的优点

碳化硅SiC的能带间隔为硅的2.8倍(宽禁带),达到3.09电子伏特。其绝缘 击穿 场强为硅的5.3倍,高达3.2MV/cm.,其导热率是硅的3.3倍,为49w/cm.k。 它与硅半导体材料一样,可以制成结型器件、场效应器件、和金属与半导体接触的肖特基二极管。

其优点是:

(1)碳化硅单载流子器件漂移区薄,开态 电阻 小。比硅器件小100-300倍。由于有小的导通电阻,碳化硅功率器件的正向损耗小。

(2)碳化硅功率器件由于具有高的击穿电场而具有高的击穿电压。例如,商用的硅肖特基的电压小于300V,而第一个商用的碳化硅肖特基二极管的击穿电压已达到600V。

(3)碳化硅有高的热导率,因此碳化硅功率器件有低的结到环境的热阻。

(4)碳化硅器件可工作在高温,碳化硅器件已有工作在600ºC的报道,而硅器件的最大工作温度仅为150ºC.

(5)碳化硅具有很高的抗辐照能力。

(6)碳化硅功率器件的正反向特性随温度和时间的变化很小,可靠性好。

(7)碳化硅器件具有很好的反向恢复特性,反向恢复 电流 小, 开关 损耗小。碳化硅功率器件可工作在高频(》20KHz)。

(8)碳化硅器件为减少功率器件体积和降低 电路 损耗作出了重要贡献。

碳化硅肖特基二极管的应用

SiC肖特基二极管主要应用于混合动力、光伏 逆变器 、矿机电源、 电焊 机和充电桩。

碳化硅肖特基二极管(SiCSBD)是一种单极型器件,采用结势垒肖特基二极管结构(JBS),因此相比于传统的硅快恢复二极管(SiFRD),碳化硅肖特基二极管具有理想的反向恢复特性。可以有效降低反向漏电流,具备更好的耐高压能力。另一个重要的特点是碳化硅肖特基二极管具有正的温度系数,随着温度的上升电阻也逐渐上升,这与硅FRD正好相反。这使得碳化硅肖特基二极管非常适合并联实用,增加了系统的安全性和可靠性。在器件从正向导通向反向阻断转换时,几乎没有反向恢复电流,反向恢复时间小于20ns,甚至600V10A的碳化硅肖特基二极管的反向恢复时间在10ns以内。因此碳化硅肖特基二极管可以工作在更高的频率,在相同频率下具有更高的效率。

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