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碳化硅(sic)二極管有哪些優(yōu)勢(shì)-提供高能效高功率
  • 發(fā)布時(shí)間:2019-12-02 18:06:16
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碳化硅(SiC)二極管有哪些優(yōu)勢(shì)
(sic)碳化硅JFET有著高輸入阻抗、低噪聲和線性度好等特點(diǎn),是目前發(fā)展較快的碳化硅器件之一,并且率先實(shí)現(xiàn)了商業(yè)化。與MOSFET器件相比,JFET器件不存在柵氧層缺陷造成的可靠性問(wèn)題和載流子遷移率過(guò)低的限制,同時(shí)單極性工作特性使其保持了良好的高頻工作能力。另外,JFET器件具有更佳的高溫工作穩(wěn)定性和可靠性。碳化硅JFET器件的門極的結(jié)型結(jié)構(gòu)使得通常JFET的閾值電壓大多為負(fù),即常通型器件,這對(duì)于電力電子的應(yīng)用極為不利,無(wú)法與目前通用的驅(qū)動(dòng)電路兼容。
美國(guó)公司和Rutgers大學(xué)通過(guò)引入溝槽注入式或者臺(tái)面溝槽結(jié)構(gòu)(TIVJFET)的器件工藝,開(kāi)發(fā)出常斷工作狀態(tài)的增強(qiáng)型器件。但是增強(qiáng)型器件往往是在犧牲一定的正向?qū)娮杼匦缘那闆r下形成的,因此常通型(耗盡型)JFET更容易實(shí)現(xiàn)更高功率密度和電流能力,而耗盡型JFET器件可以通過(guò)級(jí)聯(lián)的方法實(shí)現(xiàn)常斷型工作狀態(tài)。級(jí)聯(lián)的方法是通過(guò)串聯(lián)一個(gè)低壓的Si基MOSFET來(lái)實(shí)現(xiàn)。級(jí)聯(lián)后的JFET器件的驅(qū)動(dòng)電路與通用的硅基器件驅(qū)動(dòng)電路自然兼容。級(jí)聯(lián)的結(jié)構(gòu)非常適用于在高壓高功率場(chǎng)合替代原有的硅IGBT器件,并且直接回避了驅(qū)動(dòng)電路的兼容問(wèn)題。
目前,(sic)碳化硅JFET器件以及實(shí)現(xiàn)一定程度的產(chǎn)業(yè)化,主要由Infineon和SiCED公司推出的產(chǎn)品為主。產(chǎn)品電壓等級(jí)在1200V、1700V,單管電流等級(jí)最高可以達(dá)20A,模塊的電流等級(jí)可以達(dá)到100A以上。2011年,田納西大學(xué)報(bào)到了50kW的碳化硅模塊,該模塊采用1200V/25A的SiC  JFET并聯(lián),反并聯(lián)二極管為SiCSBD。2011年,GlobalPowerElectronics研制了使用SiCJFET制作的高溫條件下SiC三相逆變器的研究,該模塊峰值功率為50kW(該模塊在中等負(fù)載等級(jí)下的效率為98.5%@10kHz、10kW,比起Si模塊效率更高。2013年Rockwell  公司采用600V /5A  MOS增強(qiáng)型JFET以及碳化硅二極管并聯(lián)制作了電流等級(jí)為25A的三相電極驅(qū)動(dòng)模塊,并與現(xiàn)今較為先進(jìn)的IGBT、pin二極管模塊作比較:在同等功率等級(jí)下(25A/600V),面積減少到60%,該模塊旨在減小通態(tài)損耗以及開(kāi)關(guān)損耗以及功率回路當(dāng)中的過(guò)壓過(guò)流。
碳化硅(SiC)是目前發(fā)展最成熟的寬禁帶半導(dǎo)體材料,世界各國(guó)對(duì)SiC的研究非常重視,紛紛投入大量的人力物力積極發(fā)展,美國(guó)、歐洲、日本等不僅從國(guó)家層面上制定了相應(yīng)的研究規(guī)劃,而且一些國(guó)際電子業(yè)巨頭也都投入巨資發(fā)展碳化硅半導(dǎo)體器件。
與普通硅相比,采用碳化硅的元器件有如下特性:
碳化硅(Sic)二極管有哪些優(yōu)勢(shì)
1、高壓特性
碳化硅器件是同等硅器件耐壓的10倍
碳化硅肖特基管耐壓可達(dá)2400V。
碳化硅場(chǎng)效應(yīng)管耐壓可達(dá)數(shù)萬(wàn)伏,且通態(tài)電阻并不很大。
碳化硅(Sic)二極管有哪些優(yōu)勢(shì)
2、高溫特性
在Sic材料已經(jīng)接近理論性能極限的今天,SiC功率器件因其高耐壓、低損耗、高效率等特性,一直被視為“理想器件”而備受期待。然而,相對(duì)于以往的Si材質(zhì)器件,SiC功率器件在性能與成本間的平衡以及其對(duì)高工藝的需求,將成為SiC功率器件能否真正普及的關(guān)鍵。
目前,低功耗的碳化硅器件已經(jīng)從實(shí)驗(yàn)室進(jìn)入了實(shí)用器件生產(chǎn)階段。目前碳化硅圓片的價(jià)格還較高,其缺陷也多。通過(guò)不斷的研究開(kāi)發(fā),預(yù)計(jì)到2010年前后,碳化硅器件將主宰功率器件的市場(chǎng)。但實(shí)際上并非如此。
烜芯微科技的碳化硅(SiC)二極管
烜芯微科技根據(jù)日益嚴(yán)苛的行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)和市場(chǎng)對(duì)高能效產(chǎn)品的需求,推出新型600V-1700V碳化硅二極管,可幫助制造商滿足這些不斷上升的能效需求,提供更好的可靠性、耐用性和成本效率。
烜芯微科技的碳化硅(SiC)二極管產(chǎn)品特點(diǎn)及優(yōu)勢(shì)
600v碳化硅二極管的產(chǎn)品特點(diǎn),烜芯微科技設(shè)計(jì)生產(chǎn)的碳化硅二極管具有較短的恢復(fù)時(shí)間、溫度對(duì)于開(kāi)關(guān)行為的影響較小、標(biāo)準(zhǔn)工作溫度范圍為-55℃到175℃,這樣更穩(wěn)定,還大大降低散熱器的需求。碳化硅二極管的主要優(yōu)勢(shì)在于它具有超快的開(kāi)關(guān)速度且無(wú)反向恢復(fù)電流,與硅器件相比,它能夠大大 降低開(kāi)關(guān)損耗并實(shí)現(xiàn)卓越的能效。更快的開(kāi)關(guān)速度同時(shí)也能讓制造商減小產(chǎn)品電磁線圈以及相關(guān)無(wú)源組件的尺寸,從而提高組裝效率,減輕系統(tǒng)重量,并降低物料(BOM)成本。
烜芯微科技最新發(fā)布的650V-1700V碳化硅(SiC)二極管系列提供8安培(A)到20A的表面貼裝和穿孔封裝。所有二極管均提供零反向恢復(fù)、低正向壓、不受溫度影響的電流穩(wěn)定性、高浪涌容量和正溫度系數(shù)。工程師在設(shè)計(jì)用于太陽(yáng)能光伏逆變器、電動(dòng)車/混和動(dòng)力電動(dòng)車(EV / HEV)充電器、電信電源和數(shù)據(jù)中心電源等各類應(yīng)用的PFC和升壓轉(zhuǎn)換器時(shí),往往面對(duì)在更小尺寸實(shí)現(xiàn)更高能效的挑戰(zhàn)。這些全新的二極管能為工程師解決這些挑戰(zhàn)。
烜芯微科技的碳化硅(SiC)二極管具有獨(dú)特的專利終端結(jié)構(gòu),加強(qiáng)可靠性并提升穩(wěn)定性和耐用性。此外,二極管提供更高的雪崩能量、業(yè)界最高的非鉗位感應(yīng)開(kāi)關(guān)(UIS)能力和最低的電流泄漏。
關(guān)于烜芯微科技及標(biāo)準(zhǔn)封裝
烜芯微科技在碳化硅(SiC)二極管封裝齊全:TO-220F-2、TO-220-2、TO-247-2
深圳市烜芯微科技科技有限公司.是一家專業(yè)從事中、大、功率場(chǎng)效應(yīng)管(MOSFET)、快速恢復(fù)二極管、三端穩(wěn)壓管開(kāi)發(fā)設(shè)計(jì),集研發(fā)、生產(chǎn)和銷售為一體的國(guó)家高新技術(shù)企業(yè)?,F(xiàn)已經(jīng)擁有了獨(dú)立的研發(fā)中心,研發(fā)人員以來(lái)自韓國(guó)(臺(tái)灣)超一流團(tuán)隊(duì),可以快速根據(jù)客戶應(yīng)用領(lǐng)域的個(gè)性來(lái)設(shè)計(jì)方案,同時(shí)引進(jìn)多臺(tái)國(guó)外先進(jìn)設(shè)備,業(yè)務(wù)含括功率器件的直流參數(shù)檢測(cè)、雪崩能量檢測(cè)、可靠性實(shí)驗(yàn)、系統(tǒng)分析、失效分析等領(lǐng)域。強(qiáng)大的研發(fā)平臺(tái),使得烜芯微在工藝制造、產(chǎn)品設(shè)計(jì)方面擁有知識(shí)產(chǎn)權(quán)35項(xiàng),并掌握多項(xiàng)場(chǎng)效應(yīng)管核心制造技術(shù)。自主研發(fā)已經(jīng)成為了企業(yè)的核心競(jìng)爭(zhēng)力。
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