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您应该了解碳化硅功率器件的特性吗？

今天我们来谈谈碳化硅作为高压低损耗功率半导体器件材料的潜力。 1功率器件需要功率半导体器件作为功率转换系统的核心组件。
目前，IGBT仍是使用最广泛的IGBT，许多情况下需要对其进行匹配。反并联二极管。
在任何情况下，功率设备都在“接通”状态与否之间切换。和“关闭”；状态，类似于集成电路中的逻辑器件，其通过开关来实现功率转换的需求，并且开关频率通常在1kHz〜100kHz的范围内。
在诸如逆变器电路的功率转换系统中，我们都希望开关器件的导通和截止状态是理想的，即，导通状态下的电压为零；在截止状态下，泄漏电流为零（击穿电压为无限大）。这显然是不可能的。
实际的器件具有有限的电阻和有限的泄漏电流（并且最大击穿电压受到限制），这也是导通损耗和关断损耗的主要原因。另外，在开关过程中瞬态行为中将存在开关损耗。
下图是开关设备和二极管的理想状态和实际状态的比较图：理想状态与理想状态之间的差异，对功率设备的主要要求包括：✦低导通电压（低导通电阻）✦低泄漏电流✦电流/电压的快速切换与传导损耗，关断损耗和切换损耗直接相关。此外，✦较大的安全工作区域（坚固性）和可靠性也非常重要！在这些方面，碳化硅显示出巨大的发展潜力。
2电场强度和导通电阻下图显示了在相同的击穿电压下SiC和Si的单侧突然结中的电场分布：可以看出SiC的击穿电场强度约为电击强度的10倍。势垒层的厚度可以是Si器件的1/10。
而且其掺杂浓度也可以高两个数量级，因此在任何给定的阻断电压下，用SiC代替Si的单极器件都可以将漂移层的电阻降低2-3个数量级。此功能对于高压应用尤为重要。
漂移层电阻Rdrift与阻断电压VB成正比（2〜2.5，需要综合考虑确定该系数），它也是器件总导通电阻Ron的主要因素。没有内置电压的功率器件的传导损耗Pon由Ron *J²on确定，其中Jon是传导电流密度（在额定电流下通常为100〜300A /cm²）。
因此，SiC器件极低的抗漂移性有​​助于降低传导损耗。下图是Si和SiC单极器件的最小导通电阻（漂移层电阻）相对于阻断电压的曲线：最小导通电阻可通过以下公式获得：Rdrift =4VB²/（ηεμEB³）其中，ε，μ和EB分别为介电常数，迁移率和击穿场强； η是室温下掺杂剂的电离速率（“第二功率”是上述系数）。
在轻掺杂的n型SiC中，由于氮供体相对较浅，因此η约为0.85至1.0。这对于宽带隙半导体尤其重要。
在宽带隙半导体中，经常观察到掺杂剂不完全电离。实际上，由于室温下铝受体的空穴迁移率和电离率低，因此p型SiC肖特基二极管和功率MOS不能与Si基竞争。
3“快速”开关SiC功率器件的另一个重要特征是开关速度快，反向恢复小，并且能够满足更高的频率。在中压和高压应用中，硅基双极器件可通过少数载流子注入和电导率调制来显着降低导通电阻。
然而，存在将少数载流子存储在双极型器件中的原因，这导致较慢的开关速度和关断操作中的较大反向恢复。但是，在这些应用中，SiC单极器件因其导通电阻低且无少数载流子存储而成为理想的选择。
SiC双极型器件还可以提供快速切换，因为电压阻挡区的厚度大约薄了10倍（如上所述）。与Si双极型器件相比，在该区域中存储的电荷相应地小了约10倍。
10次​​。 4高结温和工艺技术。
由于宽带隙和化学稳定性，使用SiC器件的设备可以在高温（> 250°C）下运行，这是毫无疑问的。
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