碳化硅肖特基河豚体育直播在线的优势及应用

2021-06-18

肖特基河豚体育直播在线,又称热载流子河豚体育直播在线,通过金属和半导体接触(肖特基接触)形成肖特基势垒,实现整流。与普通PN结河豚体育直播在线相比,肖特基河豚体育直播在线的反向恢复惯性非常低。因此,肖特基河豚体育直播在线适用于高频整流或高速开关。


碳化硅(SiC)是一种高性能的半导体材料,基于SiC的肖特基河豚体育直播在线(SiC Schottky Diode)具有更高能效、更高功率密度、更小尺寸和更高的可靠性,可以在电力电子技术领域打破硅的极限,成为新能源及电力电子的首选器件。

碳化硅肖特基河豚体育直播在线的特点




碳化硅的能带间隔为硅的2.8倍(宽禁带),达到3.09电子伏特。其绝缘击穿场强为硅的5.3倍,高达3.2MV/cm,其导热率是硅的3.3倍,为49w/cm·k。它与硅半导体材料一样,可以制成结型器件、场效应器件、和金属与半导体接触的肖特基河豚体育直播在线。它的特点是:


(1)碳化硅单载流子器件漂移区薄,开态电阻小。比硅器件小100-300倍。由于有小的导通电阻,碳化硅功率器件的正向损耗小;

(2)碳化硅功率器件由于具有高的击穿电场而具有高的击穿电压。例如,商用的硅肖特基的电压小于300V,而第一个商用的碳化硅肖特基河豚体育直播在线的击穿电压已达到600V;

(3)碳化硅有较高的热导率;

(4)碳化硅器件可在较高温度下工作,而硅器件的最大工作温度仅为150ºC;

(5)碳化硅具有很高的抗辐照能力;

(6)碳化硅功率器件的正反向特性随温度和时间的变化很小,可靠性好;

(7)碳化硅器件具有很好的反向恢复特性,反向恢复电流小,开关损耗小;

(8)碳化硅器件可减少功率器件体积和降低电路损耗。


应用


碳化硅肖特基河豚体育直播在线可广泛应用于开关电源、功率因素校正(PFC)电路、不间断电源(UPS)、光伏逆变器等中高功率领域,可显著的减少电路的损耗,提高电路的工作频率。


在PFC电路中用碳化硅SBD取代原来的硅FRD,可使电路工作在300kHz以上,效率基本保持不变,而相比下使用硅FRD的电路在100kHz以上的效率急剧下降。随着工作频率的提高,电感等无源原件的体积相应下降,整个电路板的体积下降30%以上。

 

01 射频混频器和探测河豚体育直播在线应用

 

肖特基河豚体育直播在线具有很高的开关速度和高频性能,这使得它们能够很好地用于射频应用。此外,肖特基河豚体育直播在线具有各种金属-半导体结配置,使得这些半导体器件在功率检测器或混频器电路中有用。

 

02 功率整流器应用

 

肖特基河豚体育直播在线是用于功率整流器应用的最佳半导体器件,因为这些器件具有高电流密度和低正向电压降,与普通PN结器件的特性不同。这些优点有助于降低热量水平,减少设计中包含的散热器,并提高电子系统的整体效率。

 

03 电源或电路应用

 

肖特基河豚体育直播在线可用于由两个并联电源产生电流的应用中。肖特基河豚体育直播在线的特性使其很好地适用于电力或电路应用,因为它们的低正向电压降。这些河豚体育直播在线的存在还可以防止反向电流从一个电源流入另一个电源。

 

04 太阳能电池应用

 

太阳能电池通常与可充电电池相连以储存能量,因为太阳不是一天24小时的能源。SiC肖特基河豚体育直播在线防止电池在夜间通过太阳能电池放电,防止高性能太阳能电池通过低性能太阳能电池放电。

 

05 箝位河豚体育直播在线应用

 

肖特基河豚体育直播在线用作快速钳位河豚体育直播在线应用中的开关。在这个应用中,基极结是正向偏置的。使用肖特基河豚体育直播在线,关断时间显著缩短,电路速度提高。


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