Fordeler og ulemper med elektrisk ytelse ved kraftenheter i silisiumkarbid

Fordeler:

1. Høyspenningsmotstand: Kritisk sammenbrudd elektrisk felt er så høyt som 2MV/cm (4H-SiC), så det har høyere spenningsmotstand (10 ganger større enn Si).

2. Enkel varmeavledning: På grunn av den høyere varmeledningsevnen til SiC-materialer (tre ganger den for Si), er varmespredningen lettere og enheten kan fungere ved høyere omgivelsestemperaturer. Teoretisk sett kan SiC-kraftenheter operere ved en overgangstemperatur på 175 grader, slik at størrelsen på kjøleribben kan reduseres betydelig.

3. Lavt ledningstap og svitsjetap: SiC-materiale har dobbelt så høy elektronmetningshastighet som Si, noe som gjør at SiC-enheter har svært lav på-motstand (1/100 i Si), lavt ledningstap; SiC-materiale har tre ganger båndbredden til Si, lekkasjestrømmen reduseres med flere størrelsesordener sammenlignet med Si-enheten, noe som kan redusere strømtapet til strømenheten; det er ingen nåværende etterfølgende fenomen i av-prosessen, lavt byttetap, noe som kan redusere strømtapet til strømenheten; det er ingen nåværende etterfølgende fenomen i av-prosessen, lavt byttetap. Det er ingen etterfølgende strøm under avstenging, lave svitsjetap, og koblingsfrekvensen kan økes kraftig for praktiske bruksområder (10 ganger den for Si).

4. kan redusere størrelsen på strømmodulen: på grunn av enhetens høye strømtetthet (for eksempel Infineon-produkter opp til 700A / cm), i samme strømnivå, pakkestørrelse for alle SiC-strømmoduler (SiC MOSFETsSiC SBD) er betydelig mindre enn Si IGBT-strømmodulene.

Stor ulempe: Den største ulempen med Schottky-dioden er den relativt høye reversstrømmen. På grunn av metall-halvlederkrysset er det mer utsatt for lekkasjestrømmer når spenningen kobles i motsatt retning. I tillegg har Schottky-dioder en tendens til å ha en lav maksimal reversspenning. De har en tendens til å ha en maksimal verdi på 50V eller mindre. Husk at omvendt spenning er verdien som dioden vil bryte ned og begynne å lede en stor mengde strøm på når spenningen kobles i motsatt retning (fra katoden til anoden). Dette betyr at en Schottky-diode ikke tåler en stor reversspenning uten å bryte ned og lede en stor mengde strøm. Den vil fortsatt lekke en liten mengde strøm selv før den når sin maksimale reversverdi.

Avhengig av bruken og bruken av kretsen kan dette vise seg å være betydelig eller ubetydelig.