【经验】SiC-SBD(SiC肖特基势垒二极管)与Si二极管的比较
下面从SiC肖特基势垒二极管(以下简称“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)。结构与Si肖特基势垒二极管基本相同,其重要特征也是具备高速特性。
而SiC-SBD的特征是其不仅拥有优异的高速性还同时实现了高耐压。要想提高Si-SBD的耐压,只要增厚图中的n-型层、降低载流子浓度即可,但这会带来阻值上升、VF变高等损耗较大无法实际应用的问题。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,所以不仅能保持实际应用特性且可耐高压。
ROHM的650V和1200V的SiC-SBD已经实现量产,1700V产品正在开发中。
SiC-SBD和Si-PN结二极管
通过Si二极管来应对SBD以上的耐压的是PN结二极管(称为“PND”)。下图为Si-PN二极管的结构。SBD是仅电子移动,电流流动,而PN结二极管是通过电子和空穴(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,但关断的速度会变慢。
尽管FRD(快速恢复二极管)利用PN结二极管提高了速度,但尽管如此,trr(反向恢复时间)特性等劣于SBD。因此,trr损耗是高耐压Si PN结二极管的重大研究项目。此时,开关电源无法对应高速的开关频率也是课题之一。
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。
以下是ROHM推出的1200V耐压SiC-SBD SCS210KG技术规格的一部分。。
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ROHM(罗姆) SiC(碳化硅)肖特基二极管选型指南(中文)
描述- SiC肖特基势垒二极管(SiC SBD)具有很小的总电荷(Qc),低开关损耗且高速开关工作。因此,它被广泛用于电源的PFC电路中。此外,与硅基快恢复二极管的trr(反向恢复时间)会随温度的升高而增加不同,碳化硅(SiC)器件可保持恒定的特性,从而改善了电路性能。制造商能够减小工业设备和消费类电子产品的尺寸,非常适合在功率因数校正电路和逆变器中使用。
型号- SCS208AG,SCS206AJ,SCS208AJHR,SCS220KE2,SCS206AG,SCS306AM,SCS304AM,SCS308AJ,SCS205KG,SCS220AE2,SCS308AM,SCS315AG,SCS220KG,SCS315AJ,SCS230KE2,SCS230AE2,SCS220KE2HR,SCS212AJ,SCS210AG,SCS212AG,SCS315AM,SCS210AJ,SCS210KE2HR,SCS320AM,SCS215KG,SCS210KE2,SCS220AE2HR,SCS320AJ,SCS215AJHR,SCS320AG,SCS240KE2HR,SCS240AE2HR,SCS220AJHR,SCS220AJ,SCS212AJHR,SCS220AG,SCS310AM,SCS312AJ,SCS310AJ,SCS312AM,SCS312AG,SCS310AG,SCS215AJ,SCS240KE2,SCS215AG,SCS230KE2HR,SCS240AE2,SCS230AE2HR,SCS304AG,SCS210AJHR,SCS308AG,SCS306AJ,SCS306AG,SCS210KG,SCS304AJ,SCS206AJHR,SCS208AJ
ROHM SiC肖特基势垒二极管的可靠性试验
进行半导体元器件的评估时,可靠性也是非常重要的因素。JEITA ED-4701是称为“半导体器件的环境和耐久性试验方法”的标准,是用来进行工业及消费电子的半导体评估的试验方法。从文中给出的可靠性数据可以看出,已实施了评估的ROHM的SiC-SBD,在与Si晶体管和IC可靠性试验相同的试验中,确保了充分的可靠性。
SCS2xxAN(650V) SCS2xxKN(1,200V) 宽爬电距离封装SiC肖特基势垒二极管
描述- ROHM公司推出新型SiC肖特基势垒二极管,采用小型表贴封装,实现宽爬电距离,适用于xEV系统电压提升。产品具有低开关损耗,有助于降低设备功耗。产品包括650V和1,200V两种电压等级,适用于车载和工业设备。
型号- SCS310AM为10A,SCS2XXAN,SCS220ANHR,SCS212ANHR,SCS205KNHR,SCS2XXKNHR,SCS2XXKN,SCS210KNHR,SCS220KNHR,SCS215ANHR,SCS210ANHR,SCS2XXANHR,SCS230ANHR
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DCGT08D65G4 8A 650V SiC肖特基势垒二极管
描述- 该资料介绍了DCGT08D65G4型650V SiC肖特基势垒二极管的产品特性、电气特性、应用领域和包装规格。该二极管适用于高频应用,具有高电压、零反向恢复电流、零正向恢复电压等特性,适用于开关电源、功率因数校正、电机驱动、光伏逆变器、风力发电站等领域。
型号- DCGT08D65G4
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ROHM SiC-SBD的技术规格书中没有反向恢复损耗Err项目,怎样估算比较好?
SBD由于没有载流子积蓄效应而没有反向恢复现象。但是具有寄生电容,因此以充放电的形式产生开关损耗。例如,使SCS240AE2C以250kHz400V工作时,估算如下:fQV = 250kHz x (31nC x 2) x 400V = 6.2W电流无关。
DCD10D65G4 10A 650V SiC肖特基势垒二极管
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型号- DCD10D65G4
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型号- GSC2D0465DN
SiC肖特基势垒二极管
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可定制LAMP LED、 CHIP LED、 PLCC LED、 汽车用车规级LED、COB LED的尺寸/电压/电流等参数,电压1.5-37V,电流5-150mA,波长470-940nm。
最小起订量: 30000 提交需求>
可定制单色光灯珠、双色灯珠、全彩灯珠、发光二极管、贴片灯珠、贴片LED等产品,尺寸:0.6*0.3mm-3.2*2.7mm,波长:405-940nm,亮度:24-750mcd,电压:1.5-3.5V。
最小起订量: 3000 提交需求>
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