Οπτικά τετραγωνικά τσιπ άνθρακα πυριτίου 40x3mmt 6h-ν SIC

Εφαρμογή του SIC στη βιομηχανία συσκευών δύναμης

Έναντι των συσκευών πυριτίου, οι συσκευές δύναμης καρβιδίου του πυριτίου (SIC) μπορούν αποτελεσματικά να επιτύχουν την υψηλή αποδοτικότητα, μικρογράφηση και ελαφρύς των ηλεκτρονικών συστημάτων δύναμης. Η ενεργειακή απώλεια συσκευών δύναμης SIC είναι μόνο 50% των συσκευών Si, και η παραγωγή θερμότητας είναι μόνο 50% των συσκευών πυριτίου, το SIC έχει επίσης μια υψηλότερη πυκνότητα ρεύματος. Στο ίδιο επίπεδο δύναμης, ο όγκος των ενοτήτων δύναμης SIC είναι σημαντικά μικρότερος από αυτός των ενοτήτων δύναμης πυριτίου. Παίρνοντας την ευφυή ενότητα IPM δύναμης για παράδειγμα, χρησιμοποιώντας τις συσκευές δύναμης SIC, ο όγκος ενότητας μπορεί να μειωθεί σε 1/3 έως το 2/3 των ενοτήτων δύναμης πυριτίου.

Υπάρχουν τρεις τύποι διόδων δύναμης SIC: Οι δίοδοι Schottky (SBD), οι δίοδοι ΚΑΡΦΙΤΣΏΝ και το εμπόδιο συνδέσεων έλεγξαν τις διόδους Schottky (JBS). Λόγω του εμποδίου Schottky, το SBD έχει ένα χαμηλότερο ύψος εμποδίων συνδέσεων, έτσι το SBD έχει το πλεονέκτημα της χαμηλής μπροστινής τάσης. Η εμφάνιση του SBD SIC έχει διευρύνει τη σειρά εφαρμογής του SBD από 250V σε 1200V. Επιπλέον, τα χαρακτηριστικά του σε υψηλής θερμοκρασίας είναι καλά, οι αντίστροφες τρέχουσες όχι αυξήσεις διαρροής από τη θερμοκρασία δωματίου σε 175 ° Γ. Στον τομέα εφαρμογής των διορθωτών επάνω από 3kV, η καρφίτσα SIC και οι δίοδοι SIC JBS έχουν λάβει πολλή προσοχή λόγω της υψηλότερης τάσης διακοπής, της γρηγορότερης ταχύτητας μετατροπής, του μικρότερου μεγέθους και του ελαφρυους τους από τους διορθωτές πυριτίου.

MOSFET δύναμης SIC οι συσκευές έχουν την ιδανική αντίσταση πυλών, την απόδοση μεγάλης μετατροπής, την χαμηλή -αντίσταση, και την υψηλή σταθερότητα. Είναι η προτιμημένη συσκευή στον τομέα των συσκευών δύναμης κάτω από 300V. Υπάρχουν εκθέσεις ότι MOSFET καρβιδίου του πυριτίου με μια τάση φραξίματος 10kV έχει αναπτυχθεί επιτυχώς. Οι ερευνητές θεωρούν ότι MOSFETs SIC θα καταλάβουν μια συμφέρουσα θέση στον τομέα 3kV - 5kV.

Μονωμένες οι SIC διπολικές κρυσταλλολυχνίες πυλών (SIC BJT, SIC IGBT) και Thyristor SIC (Thyristor SIC), συσκευές π-τύπων IGBT SIC με μια τάση φραξίματος 12 kV έχουν την καλή μπροστινή τρέχουσα ικανότητα. Έναντι των διπολικών κρυσταλλολυχνιών Si, οι διπολικές κρυσταλλολυχνίες SIC έχουν τις 20-50 φορές χαμηλότερες απώλειες μετατροπής και τη χαμηλότερη διεγερτική πτώση τάσης. Το SIC BJT διαιρείται κυρίως σε κρυσταλλικό εκπομπό BJT και ο ιονικός εκπομπός BJT εμφύτευσης, το συνήθες τρέχον όφελος είναι μεταξύ 10-50.

Εφαρμογή του SIC στη βιομηχανία των οδηγήσεων

Αυτή τη στιγμή, το κρύσταλλο σαπφείρου είναι η πρώτη επιλογή για το υλικό υποστρωμάτων που χρησιμοποιείται στην οπτικοηλεκτρονική βιομηχανία συσκευών, αλλά ο σάπφειρος έχει μερικές ανεπάρκειες που δεν μπορούν να υπερνικηθούν, όπως ο κακός συνδυασμός δικτυωτού πλέγματος, ο θερμικός κακός συνδυασμός πίεσης, η υψηλή ειδική αντίσταση ως μονωτής, και η φτωχή θερμική αγωγιμότητα. Επομένως, τα άριστα χαρακτηριστικά των υποστρωμάτων SIC έχουν προσελκύσει πολλή προσοχή και είναι καταλληλότερα ως υλικά υποστρωμάτων για το νιτρίδιο γαλλίου (GaN) - βασισμένες εκπέμπουσες φως δίοδοι (LEDs) και δίοδοι λέιζερ (LDs). Το στοιχείο από Cree δείχνει ότι η χρήση του καρβιδίου του πυριτίου η συσκευή των οδηγήσεων υποστρωμάτων μπορεί να επιτύχει μια ελαφριά ζωή ποσοστού συντήρησης 70% μέχρι 50.000 ωρών. Τα πλεονεκτήματα του SIC ως υπόστρωμα των οδηγήσεων:

* Το δικτυωτό πλέγμα σταθερό του SIC και το κρυσταλλικό στρώμα GaN αντιστοιχούνται, και τα χημικά χαρακτηριστικά είναι συμβατά

* Το SIC έχει την άριστη θερμική αγωγιμότητα (περισσότερες από 10 φορές υψηλότερος από το σάπφειρο) και κοντά στο συντελεστή θερμικής επέκτασης του κρυσταλλικού στρώματος GaN

* Το SIC είναι ένας αγώγιμος ημιαγωγός, ο οποίος μπορεί να χρησιμοποιηθεί για να κάνει τις κάθετες συσκευές δομών. Δύο ηλεκτρόδια διανέμονται στην επιφάνεια και το κατώτατο σημείο της συσκευής, αυτό μπορεί να λύσει τις διάφορες ανεπάρκειες που προκαλούνται από την οριζόντια δομή του υποστρώματος σαπφείρου

* Το SIC δεν απαιτεί ένα τρέχον στρώμα διάχυσης, το φως δεν θα απορροφηθεί από το υλικό του τρέχοντος στρώματος διάχυσης, το οποίο βελτιώνει την ελαφριά αποδοτικότητα εξαγωγής.