Piikarbiditeholaitteiden sähköisen suorituskyvyn edut ja haitat

Edut:

1. Korkea jännitevastus: Kriittinen läpilyöntisähkökenttä on jopa 2MV/cm (4H-SiC), joten sillä on korkeampi jännitevastus (10 kertaa Si:n).

2. Helppo lämmönpoisto: Piikarbidimateriaalien korkeamman lämmönjohtavuuden ansiosta (kolme kertaa Si:iin verrattuna), lämmönpoisto on helpompaa ja laite voi toimia korkeammissa ympäristön lämpötiloissa. Teoriassa piikarbidin teholaitteet voivat toimia 175 asteen liitoslämpötilassa, joten jäähdytyselementin kokoa voidaan pienentää merkittävästi.

3. Pieni johtavuushäviö ja kytkentähäviö: SiC-materiaalilla on kaksinkertainen elektronikyllästysnopeus SiC:hen verrattuna, joten piikarbidilaitteiden on-resistanssi on erittäin alhainen (1/100 Si:ssa), johtavuushäviö on pieni; SiC-materiaalilla on kolme kertaa Si-kaistanleveys, vuotovirta pienenee useita suuruusluokkia Si-laitteeseen verrattuna, mikä voi vähentää teholaitteen tehohäviötä; sammutusprosessissa ei ole virran jälkeistä ilmiötä, pieni kytkentähäviö, mikä voi vähentää teholaitteen tehohäviötä; poiskytkentäprosessissa ei ole virran perässä olevaa ilmiötä, pieni kytkentähäviö. Virta ei katkaise sammuttamisen aikana, kytkentähäviöt ovat pienet ja kytkentätaajuutta voidaan suurentaa huomattavasti käytännön sovelluksissa (10 kertaa Si:n).

4. voi pienentää tehomoduulin kokoa: laitteen suuren virrantiheyden vuoksi (kuten Infineon-tuotteet jopa 700 A / cm), samalla tehotasolla, kaikki piikarbiditehomoduulit (SiC MOSFETsSiC SBD) pakkauskoon on huomattavasti pienempi kuin Si IGBT -tehomoduulit.

Suurin haittapuoli: Schottky-diodin suurin haitta on suhteellisen korkea käänteisvirta. Metalli-puolijohdeliitoksensa ansiosta se on alttiimpi vuotovirroille, kun jännite kytketään päinvastaiseen suuntaan. Lisäksi Schottky-diodeissa on yleensä alhainen maksimikääntöjännite. Niiden maksimiarvo on yleensä 50 V tai vähemmän. Muista, että käänteinen jännite on arvo, jolla diodi hajoaa ja alkaa johtaa suuren määrän virtaa, kun jännite kytketään vastakkaiseen suuntaan (katodista anodille). Tämä tarkoittaa, että Schottky-diodi ei kestä suurta käänteistä jännitettä hajoamatta ja johtamatta suurta määrää virtaa. Se vuotaa silti pienen määrän virtaa jopa ennen kuin se saavuttaa suurimman käänteisen arvon.

Piirin sovelluksesta ja käytöstä riippuen tämä voi osoittautua merkittäväksi tai merkityksettömäksi.