Elektrický výkon Výhody a nevýhody výkonových zariadení z karbidu kremíka

Výhody:

1. Odolnosť proti vysokému napätiu: Kritické prierazné elektrické pole je až 2 MV/cm (4H-SiC), takže má vyšší odpor napätia (10-krát väčší ako Si).

2. Ľahký odvod tepla: Vďaka vyššej tepelnej vodivosti SiC materiálov (trojnásobok Si) je odvod tepla jednoduchší a zariadenie môže pracovať pri vyšších teplotách okolia. Teoreticky môžu napájacie zariadenia SiC pracovať pri teplote prechodu 175 stupňov, takže veľkosť chladiča sa môže výrazne znížiť.

3. Nízka vodivosť a strata pri prepínaní: SiC materiál má dvojnásobnú rýchlosť saturácie elektrónov ako Si, vďaka čomu majú SiC zariadenia veľmi nízky odpor pri zapnutí (1/100 v Si), nízku vodivosť; Materiál SiC má trojnásobnú šírku pásma ako Si, zvodový prúd je znížený o niekoľko rádov v porovnaní so zariadením Si, čo môže znížiť stratu výkonu napájacieho zariadenia; v procese vypnutia nedochádza k žiadnemu vlečúcemu javu, nízka strata spínania, ktorá môže znížiť stratu výkonu napájacieho zariadenia; v procese vypnutia nedochádza k žiadnemu vlečúcemu sa prúdu, nízka spínacia strata. Počas vypínania nedochádza k žiadnemu zaostávanie prúdu, nízke spínacie straty a spínacia frekvencia môže byť pre praktické aplikácie výrazne zvýšená (10-krát vyššia ako Si).

4. môže zmenšiť veľkosť výkonového modulu: kvôli vysokej prúdovej hustote zariadenia (ako sú produkty Infineon až do 700A / cm), pri rovnakej úrovni výkonu, veľkosť balenia výkonových modulov all-SiC (SiC MOSFETsSiC SBD) je výrazne menší ako výkonové moduly Si IGBT.

Hlavná nevýhoda: Hlavnou nevýhodou Schottkyho diódy je relatívne vysoký spätný prúd. Vďaka svojmu prechodu kov-polovodič je náchylnejší na zvodové prúdy, keď je napätie pripojené v opačnom smere. Okrem toho Schottkyho diódy majú tendenciu mať nízke maximálne spätné napätie. Majú tendenciu mať maximálnu hodnotu 50 V alebo menej. Majte na pamäti, že spätné napätie je hodnota, pri ktorej sa dióda rozpadne a začne viesť veľké množstvo prúdu, keď je napätie pripojené v opačnom smere (od katódy k anóde). To znamená, že Schottkyho dióda nemôže vydržať veľké spätné napätie bez toho, aby sa pokazila a neviedla veľké množstvo prúdu. Stále bude unikať malé množstvo prúdu ešte predtým, ako dosiahne svoju maximálnu spätnú hodnotu.

V závislosti od aplikácie a použitia obvodu sa to môže ukázať ako významné alebo nevýznamné.