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2017年8月25日的SiC功率元件

所謂SiC-SBD——使用SiC-SBD的優勢

SiC蕭基特二極體

有关的SiC-SBD(碳化矽 - 萧特基二极体),先前其特性已经与硅矽二极体进行过比较,并已说明目前可以取得之产品,这次我们再一次汇整和回顾的SiC-SBD的优点。

的SiC-SBD下,Si-SBD,Si的PND的特征

的SiC-SBD系以金属接合半导体的SiC(萧特基接面)来产生萧特基障壁。构造基本上与硅的萧特基障壁二极体相同,只会有电子移动的电流产生。另一方面下,Si-PND则由P型矽层和ñ型矽层的接面构造所组成,藉由电子和电洞的流动来产生电流。

SiC_2-5_sicsky

的SiC-SBD和Si的SBD虽然有高速性的共同特征,不过的SiC-SBD除了有优越的高速性外更达到了高耐压.Si-SBD的耐压界限为200V,而碳化硅则由于具有相对于矽10倍绝缘破壊电场,目前1200V品已量产,1700V耐压品也正在开发中。

的Si-PND由于正层会蓄积少数载子电洞使电阻値下降,虽然同时可以达到远超过Si的SBD的高耐压和低电阻,不过关断的速度会变慢。

的Si-PND中,尽管FRD可以提升高速性,然而TRR特性等却比SBD差。

右图是的Si-SBD,Si的PND / FRD和碳化硅-SBD的耐压涵盖范围.SiC-SBD由于大幅超越了的Si-PND / FRD的耐压范围,因此可以改善此领域下的Si-PND / FRD的TRR。

SiC_2-5_cover

的SiC-SBD的TRR

在與Si-FRD做比較時已經說明了Si-SBD具有優越的trr特性,而且幾乎沒有溫度及電流相依性。

SiC_2-5_comptemp

的SiC-SBD的顺向特性

的Si-SBD的顺向特性与Si的PND不同,这是因为性质或构造不同的缘故。尤其在温度特性方面下,Si-FRD虽然VF会随高温而降低使导通损耗减少,由于IF反而会増加,故有可能陷入热失控状态。

反之,碳化硅-SBD由于VF会随着高温而变高,因此不会发生热失控。不过,因VF会上升,故IFSM(顺向突波电流)将比的Si-FRD低。

SiC_2-5_vfcompa

的SiC-SBD的优点

从碳化硅-SBD的这种特征来看,能取代的Si-PND / FRD的优点便是来自于SiC基SBD的「高速性」。

1. trr速度快,可大幅降低回復損耗,達到高效率
  2.同理,由於逆電流小故雜訊小,
   所以可簡略雜訊/突波對策零件,達到小型化
  3.高頻運作,周邊也能選用小型電感

以下以图片说明:

SiC_2-5_comptrr
SiC_2-5_pfc

此外,由於對溫度非常穩定,因此也可以因應車規等級,SiC-SBD在高压/ EV / PHV的車載充電電路中的效能已經獲得肯定。

SiC_2-5_ev

重点:

·ROHMROHMROHM的碳化硅-SBD已经进化到第3代。

·第3代产品改善了突波电流耐受量和漏电流,更进一步降低第2代的低VF值。

理解的SiC(碳化矽)功率元件和活用范例