【经验】SiC-SBD（SiC肖特基势垒二极管）与Si二极管的比较

时间： 2018-12-05 来源：ROHM

技术问答

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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景京 Lv4. 资深工程师 2020-11-11

好
shakencity Lv7. 资深专家 2019-04-28

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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

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型号- BD7673AG,BD768XFJ,UDZGVTE-1713B,RFV12TG6S,BM2P141W,R6009JND3,BM1P105FJ,BM2P141X,KN 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解析SiC-SBD的特征及其与Si二极管的不同

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【产品】提高追求高可靠性第三代SiC-SBD——效率与安全余量

ROHM推出第三代SiC-SBD的亮点在于，高温时的正向电压VF更低、抗浪涌电流性能IFSM更高、反向电流（漏电流）IR更低。SCS3系列改善了第二代的正向电压特性，可进一步提高效率。而且，抗浪涌电流性能提升达2倍以上，对于意外发生的异常问题等具有更高的安全余量。最适用的用途是电源装置，尤其是PFC。

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