碳化硅二极管

什么碳化硅二极管？

碳化硅二极管大多是肖特基二极管。首批商用 SiC 肖特基二极管问世已有十多年。自那时起，这些器件已被应用于许多电源系统。这些二极管已升级为 SiC 功率开关，例如 Jfet、Bjt 和 MOSFET。目前，SiC 开关的击穿电压为 600-1700 V，额定电流为 1 A-60 A。本文的重点是如何有效测量 SiC MOSFET。

碳化硅二极管的优点

碳化硅 (SiC)肖特基二极管具有多种优势：

• 更高的开关性能

• 提高效率

• 功率密度

• 降低系统成本

• 零反向恢复

• 低正向压降

• 电流稳定性

• 高浪涌电压能力

• 正温度系数

碳化硅二极管的特性

待测试的 SiC 二极管原型 SiC 二极管的一个例子是 ROHM 的 SCS205KG 型号，它是 SiC 肖特基势垒二极管（图 2）。以下是其一些最重要的特性：

• 电压：1200伏；

• 如果：5 A（在+150°C时）；

• 浪涌不重复正向电流：23A（PW=10ms正弦波，Tj=+25°C）；

• 浪涌不重复正向电流：17A（PW=10ms正弦波，Tj=+150°C）；

• 浪涌不重复正向电流：80A（PW=10us方，Tj=+25°C）；

• 总功率耗散：88W；

• 结温：+175°C；

• TO-220AC封装。

图2：ROHM的SCS205KG SiC二极管

它是一款非常坚固的元件，具有极短的恢复时间和高速开关性能。其官方 SPICE 模型允许在任何条件下对该元件进行仿真。

碳化硅二极管的结构

碳化硅肖特基二极管的结构与硅肖特基二极管的结构非常相似。

金属与碳化硅结是通过在半导体材料上沉积金属触点而形成的，由于这种结格式，只有电子流动，而不是传统 PN 结中电子和空穴都流动（但方向相反）的情况。

虽然肖特基二极管有硅和碳化硅两种版本，并且都能够提供低开启电压和快速运行，但 SiC 版本的器件能够提供更高的反向击穿电压。

碳化硅二极管的应用

• 光伏逆变器（提高能量转换效率）

• 电动汽车（EV/HEV）驱动系统与车载充电机（OBC）

• 充电桩（快速充电）

• 开关电源（SMPS）

• UPS 不间断电源

• 电机驱动

• 高频 DC-DC 转换器