Διαφανής Un-Doped 4h-ΗΜΙ σκληρότητα 9,0 φακός SIC

Εφαρμογή του SiC στη βιομηχανία συσκευών ισχύος

Σε σύγκριση με τις συσκευές πυριτίου, οι συσκευές ισχύος από καρβίδιο του πυριτίου (SiC) μπορούν να επιτύχουν αποτελεσματικά υψηλή απόδοση, σμίκρυνση και μικρό βάρος ηλεκτρονικών συστημάτων ισχύος.Η απώλεια ενέργειας των συσκευών ισχύος SiC είναι μόνο το 50% των συσκευών Si και η παραγωγή θερμότητας είναι μόνο το 50% των συσκευών πυριτίου, το SiC έχει επίσης υψηλότερη πυκνότητα ρεύματος.Στο ίδιο επίπεδο ισχύος, ο όγκος των μονάδων ισχύος SiC είναι σημαντικά μικρότερος από αυτόν των μονάδων ισχύος πυριτίου.Λαμβάνοντας ως παράδειγμα την έξυπνη μονάδα ισχύος IPM, χρησιμοποιώντας συσκευές ισχύος SiC, ο όγκος της μονάδας μπορεί να μειωθεί στο 1/3 έως 2/3 των μονάδων ισχύος πυριτίου.

Υπάρχουν τρεις τύποι διόδων ισχύος SiC: δίοδοι Schottky (SBD), δίοδοι PIN και διόδους Schottky ελεγχόμενες με φραγμό διασταύρωσης (JBS).Λόγω του φράγματος Schottky, το SBD έχει χαμηλότερο ύψος φραγμού διασταύρωσης, επομένως το SBD έχει το πλεονέκτημα της χαμηλής τάσης προς τα εμπρός.Η εμφάνιση του SiC SBD έχει διευρύνει το εύρος εφαρμογής του SBD από 250V σε 1200V.Επιπλέον, τα χαρακτηριστικά του σε υψηλή θερμοκρασία είναι καλά, το ρεύμα αντίστροφης διαρροής δεν αυξάνεται από τη θερμοκρασία δωματίου στους 175 ° C. Στο πεδίο εφαρμογής των ανορθωτών άνω των 3 kV, οι δίοδοι SiC PiN και SiC JBS έχουν λάβει μεγάλη προσοχή λόγω της υψηλότερης τάσης διάσπασής τους , μεγαλύτερη ταχύτητα μεταγωγής, μικρότερο μέγεθος και μικρότερο βάρος από τους ανορθωτές πυριτίου.

Οι συσκευές SiC power MOSFET έχουν ιδανική αντίσταση πύλης, απόδοση μεταγωγής υψηλής ταχύτητας, χαμηλή αντίσταση ενεργοποίησης και υψηλή σταθερότητα.Είναι η προτιμώμενη συσκευή στον τομέα των συσκευών ισχύος κάτω των 300V.Υπάρχουν αναφορές ότι ένα MOSFET καρβιδίου του πυριτίου με τάση αποκλεισμού 10 kV έχει αναπτυχθεί με επιτυχία.Οι ερευνητές πιστεύουν ότι τα SiC MOSFET θα καταλάβουν πλεονεκτική θέση στο πεδίο των 3kV - 5kV.

Τα διπολικά τρανζίστορ με μόνωση πύλης SiC (SiC BJT, SiC IGBT) και SiC Thyristor (SiC Thyristor), συσκευές IGBT τύπου SiC P με τάση μπλοκαρίσματος 12 kV έχουν καλή ικανότητα προς τα εμπρός.Σε σύγκριση με τα διπολικά τρανζίστορ Si, τα διπολικά τρανζίστορ SiC έχουν 20-50 φορές μικρότερες απώλειες μεταγωγής και χαμηλότερη πτώση τάσης ενεργοποίησης.Το SiC BJT διαιρείται κυρίως σε επιταξιακό πομπό BJT και εκπομπό εμφύτευσης ιόντων BJT, το τυπικό κέρδος ρεύματος είναι μεταξύ 10-50.