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發(fā)布時間:2022-11-28作者來源:薩科微瀏覽:4911
由于在傳導(dǎo)過程中沒有額外的載流子注入和存儲,SBD 具有低反向恢復(fù)電流、快速關(guān)斷過程和低開關(guān)損耗。對于常規(guī)的硅肖特基二極管,所有金屬和硅的功函數(shù)差異都不是很大,所以硅的肖特基勢壘低,硅SBD的反向漏電流比較高,阻斷電壓低。它與 100 或 200 伏特的低壓一起使用,不適合在 150°C 以上工作。但是,碳化硅SBD彌補(bǔ)了硅SBD的不足,鎳、金、鈀、鈦、鈷等多種金屬可以與碳化硅形成肖特基接觸,肖特基勢壘高度大于1 eV,增加。 Au/4H-SiC 接觸的勢壘高度達(dá)到 1.73 eV,而 Ti/4H-SiC 接觸的勢壘高度較低,但據(jù)報道[敏感詞]可達(dá) 1.1 eV。 6H-SiC與各種金屬觸點(diǎn)之間的肖特基勢壘高度差異很大,最小為0.5 eV,[敏感詞]為1.7 eV。因此,SBD是碳化硅電力電子器件發(fā)展中最受關(guān)注的課題。這是一種將高電壓速度與低功耗和耐高溫相結(jié)合的理想器件。
SiC能夠以高頻器件結(jié)構(gòu)的SBD(肖特基勢壘二極管)結(jié)構(gòu)得到600V以上的高耐壓二極管(Si的SBD[敏感詞]耐壓為200V左右)。
因此,如果用SiC-SBD替換現(xiàn)在主流產(chǎn)品快速PN結(jié)二極管(FRD:快速恢復(fù)二極管),能夠明顯減少恢復(fù)損耗。
有利于電源的高效率化,并且通過高頻驅(qū)動實(shí)現(xiàn)電感等無源器件的小型化,而且可以降噪。 廣泛應(yīng)用于空調(diào)、電源、光伏發(fā)電系統(tǒng)中的功率調(diào)節(jié)器、電動汽車的快速充電器等的功率因數(shù)校正電路(PFC電路)和整流橋電路中。
SiC-SBD的開啟電壓與Si-FRD相同,小于1V。
開啟電壓由肖特基勢壘的勢壘高度決定,通常如果將勢壘高度設(shè)計得低,開啟電壓也可以做得低一些,但是這也將導(dǎo)致反向偏壓時的漏電流增大。
ROHM的第二代SBD通過改進(jìn)制造工藝,成功地使漏電流和恢復(fù)性能保持與舊產(chǎn)品相等,而開啟電壓降低了約0.15V。
SiC-SBD的溫度依存性與Si-FRD不同,溫度越高,它的導(dǎo)通阻抗就會增加,從而VF值也增加。
不易發(fā)生熱失控,所以可以放心地并聯(lián)使用。
Si的快速PN結(jié)二極管(FRD:快速恢復(fù)二極管)在從正向切換到反向的瞬間會產(chǎn)生極大的瞬態(tài)電流,在此期間轉(zhuǎn)移為反向偏壓狀態(tài),從而產(chǎn)生很大的損耗。
這是因?yàn)檎蛲姇r積聚在漂移層內(nèi)的少數(shù)載流子不斷地進(jìn)行電傳導(dǎo)直到消亡(該時間也稱為積聚時間)。
正向電流越大,或者溫度越高,恢復(fù)時間和恢復(fù)電流就越大,從而損耗也越大。
與此相反,SiC-SBD是不使用少數(shù)載流子進(jìn)行電傳導(dǎo)的多數(shù)載流子器件(單極性器件),因此原理上不會發(fā)生少數(shù)載流子積聚的現(xiàn)象。由于只產(chǎn)生使結(jié)電容放電程度的小電流,所以與Si-FRD相比,能夠明顯地減少損耗。
而且,該瞬態(tài)電流基本上不隨溫度和正向電流而變化,所以不管何種環(huán)境下,都能夠穩(wěn)定地實(shí)現(xiàn)快速恢復(fù)。
另外,還可以降低由恢復(fù)電流引起的噪音,達(dá)到降噪的效果。
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