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碳化矽和三極管的區别

科技 更新时间:2024-08-08 01:11:01

碳化矽和三極管的區别?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複慣性非常低因此,肖特基二極管适用于高頻整流或高速開關,今天小編就來說說關于碳化矽和三極管的區别?下面更多詳細答案一起來看看吧!

碳化矽和三極管的區别(碳化矽肖特基二極管的優勢及應用)1

碳化矽和三極管的區别

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複慣性非常低。因此,肖特基二極管适用于高頻整流或高速開關。

碳化矽(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矽的極限,成為新能源及電力電子的首選器件。

碳化矽肖特基二極管的特點

碳化矽的能帶間隔為矽的2.8倍(寬禁帶),達到3.09電子伏特。其絕緣擊穿場強為矽的5.3倍,高達3.2MV/cm,其導熱率是矽的3.3倍,為49w/cm·k。它與矽半導體材料一樣,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)碳化矽單載流子器件漂移區薄,開态電阻小。比矽器件小100-300倍。由于有小的導通電阻,碳化矽功率器件的正向損耗小;

(2)碳化矽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,商用的矽肖特基的電壓小于300V,而第一個商用的碳化矽肖特基二極管的擊穿電壓已達到600V;

(3)碳化矽有較高的熱導率;

(4)碳化矽器件可在較高溫度下工作,而矽器件的最大工作溫度僅為150ºC;

(5)碳化矽具有很高的抗輻照能力;

(6)碳化矽功率器件的正反向特性随溫度和時間的變化很小,可靠性好;

(7)碳化矽器件具有很好的反向恢複特性,反向恢複電流小,開關損耗小;

(8)碳化矽器件可減少功率器件體積和降低電路損耗。

應用

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

01

射頻混頻器和探測二極管應

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産生電流的應用中。肖特基二極管的特性使其很好地适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。

參考來源:

[1]碳化矽肖特基二極管的優點及應用.電子發燒友

[2]碳化矽肖特基二極管的特點以及應用.碳化矽選型手冊

文稿來源:粉體圈

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