• 碳化硅肖特基二極管的優勢及應用

    2021-06-18

    肖特基二極管,又稱熱載流子二極管,通過金屬和半導體接觸(肖特基接觸)形成肖特基勢壘,實現整流。與普通PN結二極管相比,肖特基二極管的反向恢復慣性非常低。因此,肖特基二極管適用于高頻整流或高速開關。


    碳化硅(SiC)是一種高性能的半導體材料,基于SiC的肖特基二極管(SiC Schottky Diode)具有更高能效、更高功率密度、更小尺寸和更高的可靠性,可以在電力電子技術領域打破硅的極限,成為新能源及電力電子的首選器件。

    碳化硅肖特基二極管的特點




    碳化硅的能帶間隔為硅的2.8倍(寬禁帶),達到3.09電子伏特。其絕緣擊穿場強為硅的5.3倍,高達3.2MV/cm,其導熱率是硅的3.3倍,為49w/cm·k。它與硅半導體材料一樣,可以制成結型器件、場效應器件、和金屬與半導體接觸的肖特基二極管。它的特點是:


    (1)碳化硅單載流子器件漂移區薄,開態電阻小。比硅器件小100-300倍。由于有小的導通電阻,碳化硅功率器件的正向損耗??;

    (2)碳化硅功率器件由于具有高的擊穿電場而具有高的擊穿電壓。例如,商用的硅肖特基的電壓小于300V,而第一個商用的碳化硅肖特基二極管的擊穿電壓已達到600V;

    (3)碳化硅有較高的熱導率;

    (4)碳化硅器件可在較高溫度下工作,而硅器件的最大工作溫度僅為150oC;

    (5)碳化硅具有很高的抗輻照能力;

    (6)碳化硅功率器件的正反向特性隨溫度和時間的變化很小,可靠性好;

    (7)碳化硅器件具有很好的反向恢復特性,反向恢復電流小,開關損耗??;

    (8)碳化硅器件可減少功率器件體積和降低電路損耗。


    應用


    碳化硅肖特基二極管可廣泛應用于開關電源、功率因素校正(PFC)電路、不間斷電源(UPS)、光伏逆變器等中高功率領域,可顯著的減少電路的損耗,提高電路的工作頻率。


    在PFC電路中用碳化硅SBD取代原來的硅FRD,可使電路工作在300kHz以上,效率基本保持不變,而相比下使用硅FRD的電路在100kHz以上的效率急劇下降。隨著工作頻率的提高,電感等無源原件的體積相應下降,整個電路板的體積下降30%以上。

     

    01 射頻混頻器和探測二極管應用

     

    肖特基二極管具有很高的開關速度和高頻性能,這使得它們能夠很好地用于射頻應用。此外,肖特基二極管具有各種金屬-半導體結配置,使得這些半導體器件在功率檢測器或混頻器電路中有用。

     

    02 功率整流器應用

     

    肖特基二極管是用于功率整流器應用的最佳半導體器件,因為這些器件具有高電流密度和低正向電壓降,與普通PN結器件的特性不同。這些優點有助于降低熱量水平,減少設計中包含的散熱器,并提高電子系統的整體效率。

     

    03 電源或電路應用

     

    肖特基二極管可用于由兩個并聯電源產生電流的應用中。肖特基二極管的特性使其很好地適用于電力或電路應用,因為它們的低正向電壓降。這些二極管的存在還可以防止反向電流從一個電源流入另一個電源。

     

    04 太陽能電池應用

     

    太陽能電池通常與可充電電池相連以儲存能量,因為太陽不是一天24小時的能源。SiC肖特基二極管防止電池在夜間通過太陽能電池放電,防止高性能太陽能電池通過低性能太陽能電池放電。

     

    05 箝位二極管應用

     

    肖特基二極管用作快速鉗位二極管應用中的開關。在這個應用中,基極結是正向偏置的。使用肖特基二極管,關斷時間顯著縮短,電路速度提高。


    在線客服
    1000部未满十八禁止观看