解析SiC-SBD的特征及其与Si二极管的不同

2024-07-12 SLKOR官网
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SiC肖特基势垒二极管Si肖特基势垒二极管

我们先从SiC肖特基势垒二极管(以下简称为"SBD")的结构开始介绍。如下图所示,为了形成肖特基势垒,将半导体SiC与金属相接合(肖特基结)。这种结构与Si肖特基势垒二极管基本相同,其重要特征是具备高速特性。


SiC-SBD的特点是不仅具有优异的高速性,同时实现了高耐压。提高Si-SBD的耐压只需增厚图中的n-型层、降低载流子浓度,但这会导致阻值上升和VF增高等损耗问题,无法实际应用。因此,Si-SBD的耐压200V已经是极限。而SiC拥有超过硅10倍的绝缘击穿场强,因此不仅保持实际应用特性,还能耐受高压。



SiC-SBD和Si-PN结二极管

针对SBD以上的高耐压问题,我们可以使用PN结二极管(称为"PND")来应对。下图展示了Si-PN二极管的结构。SBD是仅电子移动,电流流动,而PN结二极管则通过电子和空穴(孔)使电流流动。通过在n-层积蓄少数载流子的空穴,使阻值下降,从而同时实现高耐压和低阻值,但关断速度会变慢。


尽管快速恢复二极管FRD)利用PN结二极管提高了速度,但其反向恢复时间(trr)等性能不如SBD。因此,提高高耐压Si PN结二极管的trr损耗是当前研究的重要课题之一。同时,开关电源无法适应高速开关频率也是需要解决的问题之一。



右上图表示Si的SBD、PND、FRD和SiC-SBD耐压的覆盖范围。可以看出SiC-SBD基本覆盖了PND/FRD的耐压范围。SiC-SBD可同时实现高速性和高耐压,与PND/FRD相比Err(恢复损耗)显著降低,开关频率也可提高,因此可使用小型变压器和电容器,有助于设备小型化。


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目录- 一次电源综合解决方案    一次电源产品矩阵    AC/DC转换器产品开发方针    各类电源方式的产品概要    各类产品的特点和产品阵容    第3代沟槽结构SiC MOSFET    第3代SiC肖特基势垒二极管    第2代超级结MOSFET(600V、650V)    第4代快速恢复二极管RFS/RFL系列    第3代快速恢复二极管RFNL7RFV系列    齐纳二极管    分流电阻器    高可靠性电阻器   

型号- BD7673AG,BD768XFJ,UDZGVTE-1713B,RFV12TG6S,BM2P141W,R6009JND3,BM1P105FJ,BM2P141X,KN 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选型指南  -  ROHM  - Ver.1.1  - 2019年11月 PDF 中文 下载

数据手册  -  LITTELFUSE  - 9/13/2024 PDF 英文 下载

ROHM(罗姆)SIC碳化硅功率元器件介绍

描述- 在功率元器件领域,碳化硅作为新一代材料备受瞩目。与以往的硅(Si)材料元器件相比,碳化硅(SiC)材料功率元器件可以实现低导通电阻、高速开关、高温作业。碳化硅元器件活跃于各种领域, 包括电源、汽车、铁路、工业设备、家用消费类电子设备等。

商品及供应商介绍  -  ROHM  - vol.3  - 2013年10月1日 PDF 中文 下载

数据手册  -  LITTELFUSE  - 9/10/2024 PDF 英文 下载

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【产品】符合AEC-Q101认证的650V碳化硅肖特基势垒二极管P3D06008E2,具有零反向恢复电流

​P3D06008E2是派恩杰(PN Junction)推出的一款650V碳化硅肖特基势垒二极管(SiC SBD),具有超快的开关速度、零反向恢复电流、适于高频工作和VF具有正向温度系数等特性,能提高系统效率,降低了对散热器的要求,且开关损耗几乎为零。

产品    发布时间 : 2022-03-31

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