所謂SiC-SBD -特徵以及與Si二極體的比較

繼SiC功率元件概要之後,接著說明具體元件。首先,從SiC蕭特基二極體開始。

SiC蕭特基二極體與Si蕭特基二極體

從SiC蕭特基二極體(以下簡稱作为的構造開始説明。如下圖所示,讓金屬與半導體SiC接合(蕭特基接面)以便獲得蕭特基障壁(肖特基势垒)。構造方面,與Si的蕭特基二極體基本上相同,重點特徴也同樣為高速性。

那么，碳化硅-SBD的特徴是什么呢？除了高速性佳，同时亦可达到高耐压。想提升的Si-SBD的耐压，最好将图中的N-型层加厚并将载子浓度（载流子密度）变低，不过有阻抗値上升，VF变高等大损失，实用特性差。因此，Si的SBD的耐压极限是200V。反之，碳化硅由于拥有矽的10倍绝缘破壊电场，因此除了具备实用特性外，亦可耐高压。

ROHMROHM罗门哈斯已量產650 v和1200 v之SiC-SBD,而1700 v品則正在研發中。

SiC-SBD與Si-PN接面二極體

如果二極體中要達到作为以上之耐壓須為PN接面二極體(標記患产后抑郁症)。下圖為Si-PN二極體構造.SBD只藉由移動電子來流動電流,而PN接面二極體則藉由電子與正孔(洞)來流動電流.——層因為有少數載子的正孔蓄積,所以阻抗値會降低。雖然同時達到了高耐壓和低阻抗,但二極體的速度會變慢。

雖然PN接面二極體中提升高速性的是朋友(快恢复二极管,高速整流二極體),但是trr(反向恢復時間)特性等卻比作为差。因此,在高耐壓Si PN接面二極體中,trr損失是一大檢討事項,而且還有切換電源無法達到高速切換頻率的課題。

上圖右方為Si的作为,患产后抑郁症,朋友與SiC-SBD的耐壓覆蓋範圍,可以知道SiC-SBD大幅蓋過了患产后抑郁症/朋友的耐壓範圍.SiC-SBD由於同時達到了高速性和高耐壓,相較於患产后抑郁症/朋友可大幅削減犯错(恢復損失)並提高切換頻率,因此可以使用小型變壓器或電容器,有助於機器的小型化。

以下為1200 v耐壓SiC-SBD的部分數據表,接下來要說明主要特性。