【选型】采用JBS结构的SIC二极管具有高耐压,抗浪涌强,长寿命等特征，是高频设计的理想选择元件

时间： 2016-04-19 来源：世强

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简要

碳化硅二极管是功率半导体器件的重要组成部分，目前研究的重点是PiN二极管，肖特基势垒二极管（SBD，schottky barrier diode）和结势垒肖特基二极管（JBS，junction barrier schottky diode）。肖特基二极管的主要优势是开关速度快，反向恢复电流几乎为零，其性能不受正向电流与温度的影响。加反向偏置电压时，由于隧道效应导致的反向漏电流增大使肖特基二极管的阻断电压受到限制，这很大程度上制约了其在高压中的应用。结势垒肖特基二极管结合了肖特基二极管优良的开关特性和PiN二极管的高阻断特性，具有大电流,高反向耐压,开关速度快,抗浪涌电流强等特点,适合高频功率电源,汽车电器,医疗电子设备,航天功率系统等领域。下面我们来看看WOLFSPEED JBS/MPS二极管相对普通二极管的技术优势。

普通二极管

肖特基二极管是以其发明人肖特基博士（Schottky）命名的，SBD是肖特基势垒二极管肖特基二极管结构原理图（SchottkyBarrierDiode,缩写成SBD）的简称。也称为金属－半导体（接触）二极管或表面势垒二极管，它是一种热载流子二极管。SBD的主要特点包括两个方面：　

1）由于肖特基势垒高度低于PN结势垒高度，故其正向导通门限电压和正向压降都比PN结二极管低（约低0.2V）。　

2）由于SBD是一种多数载流子导电器件，不存在少数载流子寿命和反向恢复问题。SBD的反向恢复时间只是肖特基势垒电容的充、放电时间，完全不同于PN结二极管的反向恢复时间。由于SBD的反向恢复电荷非常少，故开关速度非常快，开关损耗也特别小，尤其适合于高频应用。但是，由于SBD的反向势垒较薄，并且在其表面极易发生击穿，所以反向击穿电压比较低。由于SBD比PN结二极管更容易受热击穿，反向漏电流比PN结二极管大。特别是随着器件的长时间运行,在器件内部一些轻微的破损处将产生拥挤的电场,导致漏电流越来越大。如图1

普通二极管加额定反向偏置表面损坏的影响

图1 普通二极管表面损坏导致电场拥挤会促使漏电流产生

当前，随着微电子器件向低功耗、高耐压、高可靠性方向的发展，对半导体材料的要求也逐渐提高。微电子器件越来越多的应用在高温、高辐照、高频和大功率等特殊环境。为了满足微电子器件在耐高温和抗辐照等领域的应用，需要研发新的半导体材料，从而最大限度地提高微电子器件性能。传统的硅器件和砷化镓器件限制了装置和系统性能的提高。以碳化硅（SiC）和氮化镓（GaN）为代表的第三代半导体材料，由于材料本身的宽禁带宽度和高临界击穿电场等优点成为制作耐高温、高功率和抗辐照等电子器件的理想的半导体材料。

CREE SIC二极管结构

针对SIC器件本身存在的一些细微的裂痕,为了避免长时间运行产生过多的漏电流,CREE对二极管做了一些内部处理,在耗尽层增加了一些加固层如图2, 新增加的P/N能有效降低漏电流的产生如图3。

结势垒肖特基(JBS) :

图2 结势垒肖特基(JBS)

JBS结构表面缺陷的影响

图3 PN接能有效减少表面破坏带来的影响

CREE结势垒控制肖特基二极管是在普通的肖特基二极管的漂移区集成多个网状的PN结。在正向偏置时，因为肖特基势垒低，肖特基二极管首先进入导通状态，起主要作用，随着正向电压的增大，PN结导通，有源区的少数载流子注入到漂移区，由于少子注入产生的电导调制效应对器件的导通压降进一步改善；反向偏置时，PN结在高反压下耗尽区向沟道区扩展，当反向电压达到某个数值时，耗尽层交叠并向N-外延层延伸，此时肖特基势垒被屏蔽在高电场之外，抑制了肖特基势垒的降低，有效改善了反向漏电流的增大。结势垒肖特基二极管结合了肖特基二极管优良的开关特性和PiN二极管的高阻断特性，成为制作大电流、高反压、开关速度快、抗浪涌电流强的功率整流管。所以，SiC材料以其优良的性能与结势垒控制肖特基二极管的优势相结合是当今功率开关二极管的发展趋势。

对比总结

• CREE的肖特基二极管使用JBS结构是因为它使用了加固结构

• 普通二极管内集中的电场会持续导致内部损坏

• JBS结构对管子的损坏只有普通的一半。

• 对于SIC二极管工作区域存在表面损坏的情况,加固显得非常重要

CREE 的SIC二极管采用JBS结构具有高耐压,抗浪涌强,长寿命等特征，是高频设计的理想选择元件。

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型号- SCF60R190C,SFD3006T,SFD6003T,SGP104R5T,SFS0406T4,SFM6005DT,SFD7N70,SFW90N25,SFQ0320T4,SFD18N20,SFM4009T,SFE6001T2,SFM6004T5,SFK2N50,SFF60N06,SFN4006T5,SFM0420T4,SFP10003PT,SFF18N20,SCF65R190TF,SFD2N50,SFM4004PT,SFS6003PT,SFP33N10,SFS4010T,SGS6001T4,SGP6008T,SFS3401,SFQ0318T4,SC3D40120D,SFS3400,SFK1N65,SCD65R960C,SFS4010T2,SFF5N80,SFS0407T4,SFS3407,SFD6005T,SFD10003PT,SFD7N50,SFM6005ST,SFF18N50,SFP40P10,SGS15HR430T,SFA10015T,SFP50N06,SCF65R640C,SFD3003T,SFQ0322T4,SFF12N65,SFD6006T,SGD105R5T,SFP11P20,SFD6N70,SFS6007T,SGM10HR14T,SCF65R380C6,SFS3400.A,SFS3001T2,SCD70R600C,SFQ0420T4,SCF60R580C,SGXXXXXPT,SGM062R3T,SFS4525T,SFD3004T5,SFS3401A,SGM066R5T,SFN3009T,SGM031R7T,SFB11N90,SCD70R900C,SFU3006T,SFP9N20,SFA110P06,SFR0305T2,SFF50N06,SFD6007T,SCD80R500S,SC3D08065G,SCF65R380C,SFD4006T,SC3D08065I,SFN0315T4,SFN3003PT,SFA6005T,SFS4008T2,SFS2300,SGP157R5T,SFS2301,SFM10015T,SFH8402DW,SC3D04065E,SCU70R900C,SCF60R280C,SFS2304,SFS2303,SFF13N50,SFS2305,SC3D04065I,SFF7N50,SCF65R540T,SFD50N06,SFP20007,SFU18N20,SGP104R0T,SCD65R1K2C,SFN0330T2,SFD6008T,SGM107R7T,SC3D04065A,SFM4010T,SFF20N50,SC3D20065D,SFP40N20,SFS0307T4,SFD3012T,SFF7N65,SCD60R580C,SFU5N20,SC3D10065A,SGM105R0T,SCF65R310C,SCF60R360C6,SFS0405T4,SC3D10065G,SC3D10065I,SFP6P10,SFM4005DT,SC3K080120,SCK65R1K15C,SFW50N25,SFU4N65,SFN0413T4,SFD5N65,SFP30P10,SFM10003PT,SC3D08065A,SFP18P10,SFD4N90,SFF7N70,SCF60R125C,SFXXXXXPTX,SFD4006PT,SFD4003T,SCF70R600C,SFF6005T,SFS0306T4,SCF80R950C,SGA104R0T,SFD3010T,SFE3007T,SFD5N50,SFP3006T,SFP3018T,SFP18N20,SGP103R0T,SCW65R075CF,SCF65R170C,SFS6012T2,SGD6008T,SGM041R8T,SFD4001PT4,SFD4001PT5,SFF8N65,SFN3006PT,SC3K040120,SGM6008T,SFD4N70,SCW60R030CF,SFB50N25,SCW65R041CF,SFP6005T,SFS2013PT,SCF70R420C,SCW65R090C,SGM031R1T,SCD70R420C,SC3K075120,SFD33N10,SCW65R099TF,SFP5P03,SCF60R160C,SFR0206T2,SFD4N65,SC3D15120H,SFS2N7002,SFF33N10,SCF70R360C6,SFD2008T,SFN3003T,SFS2302B,SGM109R5T,SFM6008T,SFD3006PT,SFD6003PT,SGA104R5T,SFF20N65,SFK4N65,SFB90N25,SFD5N20,SFR0205PT2,SGM030R7T,SFF8N80,SC3D30065D,SFN3002T,SFU9N20,SFD7N65E,SFD9N65,SFD4004PT,SFF20N70,SGM042R4T,SFP6007T,SFS3401B,SFS4435,SFU6003T,SGU6008T,SFM0430T2,SFF10N70,SCF60R360C,SFD2006T,SC3D06065E,SC3D06065G,SFP75P55,SC3D10120H,SFF3N80,SC3D06065A,SCD70R600C6,SCD65R380C,SFD14N25,SC3K015120,SFSAP4580,SFS6010T2,SCD65R540T,SGP105R5T,SFF4N65,SFF10N65,SC3D30120H,SFM0320T4,SC3D30120D,SC3D16065A,SC3D16065D,SC3D16065G,SFP27P20,SC3K050120,SFU6005T,SFW10P04,SFD3N50,SFF4N70,SFM10008T,SFF9N90,SCXXXXXXXXFX,SFD2003T,SFN0318T2,SFD3009T,SFM3011T,SFD6005PT,SC3K032120,SFP110N55,SFF16N65,SC3D12065A,SFF10N80,SFF5N50,SC3D12065G,SGD10HR20T,SC3D12065I,SC3D20120H,SFP59N10,SFN6004T5,SXXXXXXX,SFD9N20,SCF65R240C,SC3D06065I,SCD65R640C,SFS2012PT,SGA105R5T,SFN0250T2,SFM3012T,SC3D20120D,SGM041R3T

选型指南 - HI-SEMICON - 2022/11/18 PDF 中文下载

CRMICRO功率器件在不间断电源（UPS）上的应用

目前变换电路频率的提高，使得用于滤波的电感、电容以及噪音、体积等大为减少，使UPS效率、动态响应特性和控制精度等大为提高；因此适用高频应用，且低功耗、可靠性强的电力电子开关器件将成为UPS未来核心需求。以在线式UPS为例，PFC部分应用HV-MOS/IGBT+FRD/SiC JBS；DC-DC部分应用LV-MOS；DC-AC部分应用IGBT。

产品发布时间 : 2024-11-05

【方案】30~80kW组串式光伏逆变器优选器件方案

描述- 该方案针对30~80kW的组串式光伏逆变器，采用多路BOOST升压电路，减少光伏电池组件最佳工作点与逆变器不匹配的情况，最大程度增加发电量。逆变侧采用T型三电平拓扑，开关频率支持16kHz（最佳频率点），效率最高可达98.54%。辅助电源采用1700V耐压SiC MOSFET，单端反激电源可直接应用在1000V母线系统。同时，在BOOST升压电路和逆变电路中均采用IGBT模块设计，集成度更高。

型号- MKS4J022202D00MSSD,10-FZ12NMA080NS03-M260F,0505025.MX52LEP,TFLEX HD300,BGM111,C2M1000170D,EFR32MG13P732F512GM48-C,RBN75H125S1GP4-A0,10-FY12NMA160SH01-M820F18,KT05,PS9402,SGM6022,MLX91208,28R1101-000,28R0610-000,30-FT12NMA160SH-M669F28,PS9031,LSIC2SD120E30CC,30-FT12NMA200SH-M660F08,LXXXX 15.00/05/90 4.5SN GR,28R1476-100,92ML,LX 15.00/05/90 4.5SN GR BX,MKS4J033305D00KSSD,TPCM780,RC12-6-01LS,SMBJ18CA,28R1953-000,PS9531L3,SI86XX,28B0141-000,WDU50N,SGM6032,WGM110,R5F56514FDLJ,C4D30120D,WDU70N,RBN40H125S1GPQ-A0,C2M0080120D,V23990-P629-L43,SGM2019,LSIC1MO120E0080,SID11X2K,SI8261BCD-C-IS

优选器件方案 - WEIDMUELLER,LITTELFUSE,LAIRD,SILICON LABS,WIMA,RENESAS,VINCOTECH,STANDEX-MEDER,II-VI MARLOW,WOLFSPEED,PI,ROGERS,MELEXIS,SGMICRO - V2.1 PDF 中文下载

【方案】20kW~60kW充电桩优选器件方案

描述- 本方案针对20kW~60kW 充电桩的高性能需求，在PFC 整流电路和DC-DC 变换电路均采用了Vincotech高性能ANPFC 模块以及H 桥逆变模块，实现了管脚与风道之间的相互独立。同时，采用Laird 高性能导热材料和Standex 带散热底座的平面变压器和电感，提高充电桩功率等级的同时增强了整机的防护性和可靠性。

型号- 2SK2225-80-E,TFLEX HD300,CMS-R010-1.0,U9507C,TPCM 780,10-FZ074PA0XXSM-LXXXF08,SPFJ160,PS9402,BVE-A-R002-1.0,MLX91208,10-FZ07ANAXXSM-LE2XL08,PS9031,LSIC2SD120E30CC,SI8235BD-D-IS,SI8233BD-D-IS,10-FZ071SA050SM02-L524L18,KSU60D60N,92ML,10-FZ07ANA75SM-LE28L08,10-FZ07ANA150SM-LE20L08,0505030.MX52LEP,RC12-6-01LS,10-FY074PA100SM-L583F08,10-FZ071SA100SM02-L526L18,SMBJ18CA,ADP32F12A,PS9531L3,10-FZ071SA075SM02-L525L18,RBN75H65T1GPQ-A0,C4D30120D,KSF60F60B,SID1152K,SI8621BD-B-IS,10-FZ07ANA100SM-LE29L08,10-FZ074PA050SM-L624F08,10-FZ074PA075SM-L625F08,SGM2019

优选器件方案 - ISABELLENHUETTE,LITTELFUSE,LAIRD,SILICON LABS,ADVANCECHIP,RENESAS,VINCOTECH,II-VI MARLOW,WOLFSPEED,LONGSUNG,KYOCERA,PI,ROGERS,MELEXIS,SGMICRO - V1.1 PDF 中文下载

250W开关电源对碳化硅功率器件的需求正逐渐加大，碳化硅二极管KS10065-A的应用可提升电源效率

碳化硅二极管以其高效的导电性、耐高温和低能耗特点，在高频开关电源设计中显得尤其重要。相比于传统的硅二极管，森国科KS10065-A二极管能在更高的频率下工作，同时保持较低的热量输出，这直接提高了开关电源的效率和可靠性。

应用方案发布时间 : 2024-08-20

【方案】125kW（1500VDC系统）光伏逆变器优选器件方案

描述- 本方案基于 1500VDC 系统，提出了在 BOOST 电路采用高集成度对称式 BOOST 模块，内置全 SiC MOS 和二极管，以提高开关频率和减小升压电感体积。在逆变电路采用 NPC 拓扑结构，耐压高达 2400V，在满足1500V 系统耐压需求的基础上，采用了低耐压的 IGBT，实现了较高的开关频率，有利于光伏逆变器实现更高的效率和更小的体积。

型号- TFLEX HD300,C3M0065090D,C2M1000170D,10-F124NID150SH03-LG18F98,10-F124NIE150SH03-LG28F98,RA-8565SA,PS9402,MLX91208,10-F124NIX150SH03-LGX8F98,28R1101-000,28R0610-000,LSIC2SD120E30CC,28R1476-100,92ML,TPCM780,RC12-6-01LS,SMBJ18CA,KT05-1A-BV88622,28R1953-000,28B0141-000,WGM110,R5F56514FDLJ,WM 4C,C4D30120D,10-FY09S2A065ME-L869L08,SID1152K,SI8621BD-B-IS,SI8261BCD-C-IS,SID11X2K

优选器件方案 - WEIDMUELLER,LITTELFUSE,LAIRD,SILICON LABS,CREE,RENESAS,VINCOTECH,STANDEX-MEDER,II-VI MARLOW,EPSON,PI,ROGERS,MELEXIS - V1.1 PDF 中文下载

HI-SEMICON（深鸿盛）碳化硅肖特基二极管选型表

目录- 碳化硅肖特基二极管

型号- SC3D10065E,SC3D04065E,SC3D12065A,SC3D10065A,SC3D04065I,SC3D02065A,SC3D06065E,SC3D30065H,SC3D08065A,SC3D06065A,SC3D10065I,SC3D04065A,SC3D08065E,SC3D16065A,SC3D06065I,SC3D16065H,C3D02065I,SC3D20065D,SC3D50065H,SC3D20120D

选型指南 - HI-SEMICON - 2022/9/28 PDF 中文下载

时科Q-SSC20120-T碳化硅肖特基二极管全应用解析：光伏逆变器、开关电源和新能源汽车充电桩

碳化硅肖特基二极管（SiC Schottky Diode）在现代电子设备中扮演着重要角色，尤其在高功率、高频和高温应用中表现尤为突出。本文中小编将带你探讨时科Q-SSC20120-T碳化硅肖特基二极管在实际中的典型应用，包括光伏逆变器、开关电源和新能源汽车充电桩。

应用方案发布时间 : 2024-07-23

扬杰科技碳化硅JBS肖特基二极管新品发布

描述- 扬杰科技新品碳化硅JBS肖特基二极管，利用JBS结构的特点，可以改善肖特基二极管漏电大的问题，减小器件的关态耗散功率;采用减薄工艺降低器件的导通电阻，以提高器件正向电流密度，降低VF。产品耐高温特性，工作温度(175°C);开关速度快，几乎无反向恢复，适用于高压，高频的应用条件。

型号- YJD106510BG1,YJD106508BG1,YJD112010DG1,YJD106510DG1,YJD112020NG1,YJD106508FG1,YJD106508DG1,YJD112040NCTG1,YJD112030NG1,YJD106508PG1,YJD112010PG1,YJD106510PG1,YJD112020NCTG1,YJD112010FG1,YJD112015NG1,YJD112030NCTG1,YJD106510FG1

商品及供应商介绍 - 扬杰科技 - 2021/11/12 PDF 中文下载

【选型】国产SIC肖特基功率二极管G3S12003C替换C4D02120E用于充电桩电源模块中，耗散功率大高达77W

本文推荐国产泰科天润SIC肖特基功率二极管G3S12003C替换CREE的C4D02120E用于充电模块输出高频整流电路，碳化硅二极管基本无开关损耗、效率高，对散热器要求降低、并联器件不会导致热失控的优点，被广泛应用于电源功率因数校正(PFC)。

器件选型发布时间 : 2021-08-21

碳化硅肖特基二极管的优势及应用

肖特基二极管，又称热载流子二极管，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结二极管相比，肖特基二极管的反向恢复惯性非常低。因此，肖特基二极管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的肖特基二极管（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。

技术探讨发布时间 : 2024-07-04