Prestazioni elettriche Vantaggi e svantaggi dei dispositivi di potenza in carburo di silicio

Vantaggi:

1. Resistenza all'alta tensione: il campo elettrico di rottura critico è pari a 2MV/cm (4H-SiC), quindi ha una resistenza alla tensione più elevata (10 volte quella del Si).

2. Facile dissipazione del calore: grazie alla maggiore conduttività termica dei materiali SiC (tre volte quella del Si), la dissipazione del calore è più semplice e il dispositivo può funzionare a temperature ambiente più elevate. Teoricamente, i dispositivi di potenza SiC possono funzionare a una temperatura di giunzione di 175 gradi, quindi le dimensioni del dissipatore di calore possono essere notevolmente ridotte.

3. Bassa perdita di conduzione e perdita di commutazione: il materiale SiC ha una velocità di saturazione degli elettroni doppia rispetto al Si, il che fa sì che i dispositivi SiC abbiano una resistenza di accensione molto bassa (1/100 in Si), bassa perdita di conduzione; il materiale SiC ha una larghezza di banda tre volte superiore al Si, la corrente di dispersione è ridotta di diversi ordini di grandezza rispetto al dispositivo Si, il che può ridurre la perdita di potenza del dispositivo di potenza; non vi è alcun fenomeno di corrente di trascinamento nel processo di spegnimento, bassa perdita di commutazione, il che può ridurre la perdita di potenza del dispositivo di potenza; non vi è alcun fenomeno di corrente di trascinamento nel processo di spegnimento, bassa perdita di commutazione. Non vi è alcuna corrente di trascinamento durante lo spegnimento, basse perdite di commutazione e la frequenza di commutazione può essere notevolmente aumentata per applicazioni pratiche (10 volte quella del Si).

4. può ridurre le dimensioni del modulo di potenza: grazie all'elevata densità di corrente del dispositivo (come i prodotti Infineon fino a 700 A/cm), a parità di livello di potenza, le dimensioni del package dei moduli di potenza interamente in SiC (MOSFET SiC-SBD SiC) sono notevolmente inferiori rispetto a quelle dei moduli di potenza Si IGBT.

Svantaggio principale: il principale svantaggio del diodo Schottky è la corrente inversa relativamente elevata. A causa della sua giunzione metallo-semiconduttore, è più soggetto a correnti di dispersione quando la tensione è collegata nella direzione inversa. Inoltre, i diodi Schottky tendono ad avere una bassa tensione inversa massima. Tendono ad avere un valore massimo di 50 V o inferiore. Tieni presente che la tensione inversa è il valore a cui il diodo si romperà e inizierà a condurre una grande quantità di corrente quando la tensione è collegata nella direzione inversa (dal catodo all'anodo). Ciò significa che un diodo Schottky non può sopportare una grande tensione inversa senza rompersi e condurre una grande quantità di corrente. Perderà comunque una piccola quantità di corrente anche prima di raggiungere il suo valore inverso massimo.

A seconda dell'applicazione e dell'uso del circuito, questo aspetto potrebbe rivelarsi significativo o insignificante.