Elektrische prestaties Voordelen en nadelen van siliciumcarbide-voedingsapparaten

Voordelen:

1. Hoge spanningsweerstand: Het kritische doorslagveld is maar liefst 2 MV/cm2 (4H-SiC), dus de spanningsweerstand is hoger (10 keer zo hoog als die van Si).

2. Gemakkelijke warmteafvoer: Vanwege de hogere thermische geleidbaarheid van SiC-materialen (drie keer die van Si), is warmteafvoer gemakkelijker en kan het apparaat werken bij hogere omgevingstemperaturen. Theoretisch kunnen SiC-vermogensapparaten werken bij een overgangstemperatuur van 175 graden, dus de grootte van de koelplaat kan aanzienlijk worden verkleind.

3. Laag geleidingsverlies en schakelverlies: SiC-materiaal heeft twee keer de elektronenverzadigingssnelheid van Si, waardoor SiC-apparaten een zeer lage aan-weerstand hebben (1/100 in Si), laag geleidingsverlies; SiC-materiaal heeft drie keer de bandbreedte van Si, de lekstroom wordt met verschillende ordes van grootte verminderd in vergelijking met het Si-apparaat, wat het vermogensverlies van het vermogensapparaat kan verminderen; er is geen stroomnaloopfenomeen in het uit-proces, laag schakelverlies, wat het vermogensverlies van het vermogensapparaat kan verminderen; er is geen stroomnaloopfenomeen in het uit-proces, laag schakelverlies. Er is geen stroomnaloop tijdens het uitschakelen, lage schakelverliezen en de schakelfrequentie kan aanzienlijk worden verhoogd voor praktische toepassingen (10 keer die van Si).

4. Kan de grootte van de vermogensmodule verkleinen: vanwege de hoge stroomdichtheid van het apparaat (zoals Infineon-producten tot 700 A / cm2), bij hetzelfde vermogensniveau, is de pakketgrootte van alle SiC-vermogensmodules (SiC MOSFET's SiC SBD's) aanzienlijk kleiner dan de Si IGBT-vermogensmodules.

Groot nadeel: Het grootste nadeel van de Schottky-diode is de relatief hoge omgekeerde stroom. Vanwege de metaal-halfgeleiderverbinding is deze gevoeliger voor lekstromen wanneer de spanning in de omgekeerde richting wordt aangesloten. Bovendien hebben Schottky-dioden doorgaans een lage maximale omgekeerde spanning. Ze hebben doorgaans een maximale waarde van 50 V of minder. Houd er rekening mee dat de omgekeerde spanning de waarde is waarbij de diode zal doorslaan en een grote hoeveelheid stroom zal gaan geleiden wanneer de spanning in de omgekeerde richting wordt aangesloten (van de kathode naar de anode). Dit betekent dat een Schottky-diode geen grote omgekeerde spanning kan weerstaan ​​zonder door te breken en een grote hoeveelheid stroom te gaan geleiden. Er zal nog steeds een kleine hoeveelheid stroom lekken, zelfs voordat de maximale omgekeerde waarde is bereikt.

Afhankelijk van de toepassing en het gebruik van het circuit kan dit significant of onbeduidend zijn.