碳化硅二极管的优势

  碳化硅(SiC)是一种适用于功率半导体的革命性材料，其物理属性远远优于硅功率器件。关键特性包括标杆性的开关性能、没有反向恢复电流、温度几乎不会影响开关行为和标准工作温度范围为-55℃至175℃。碳化硅肖特基二极管（SiC SBD）的器件采用了结势垒肖特基二极管结构（JBS），可以有效降低反向漏电流，具备更好的耐高压能力。
 
  碳化硅肖特基二极管是一种单极型器件，因此相比于传统的硅快恢复二极管（Si FRD），碳化硅肖特基二极管具有理想的反向恢复特性。在器件从正向导通向反向阻断转换时，几乎没有反向恢复电，反向恢复时间小于20ns，甚至600V10A的碳化硅肖特基二极管的反向恢复时间在10ns以内。因此碳化硅肖特基二极管可以工作在更高的频率，在相同频率下具有更高的效率。另一个重要的特点是碳化硅肖特基二极管具有正的温度系数，随着温度的上升电阻也逐渐上升，这与硅FRD正好相反。这使得碳化硅肖特基二极管非常适合并联实用，增加了系统的安全性和可靠性。

 
   概括碳化硅肖特基二极管的主要优势，有如下特点：
   1. 几乎无开关损耗
   2. 更高的开关频率
   3. 更高的效率
   4. 更高的工作温度
   5. 正的温度系数，适合于并联工作
   6. 开关特性几乎与温度无关
 
  大幅降低开关损耗
  SiC-SBD与Si二极管相比，大幅改善了反向恢复时间trr。下面的图表为SiC-SBD与Si-FRD（快速恢复二极管）的trr比较。恢复的时间trr很短，二极管关断时的反向电流IR大幅减少，收敛也更快。简言之即，反向恢复电荷量Qrr少＝开关损耗小。  
  开关损耗小时，有2个可能性。第一个是，以相同的开关频率工作时，发热少，因而散热板和散热PCB板面积减小。当然，效率也提高。第二个是，容许相同的发热与损耗时，开关工作可以更高速。以开关电源为例，通过提高开关频率，将能够使用更小型的线圈（电感）与电容器，从而可实现小型化，更节省空间。
 
  实现稳定的温度特性
  SiC的温度特性的变动比Si小，因此在高温条件下特性也很稳定。
 
  上述的trr特性也相对于温度非常稳定。Si-FRD的trr随温度上升而増加，而SiC-SBD则能够保持几乎恒定的trr。此外，高温工作时，开关损耗也几乎没有増加。
 
  另外，SiC-SBD的正向电压VF为1V左右，与Si-FRD几乎同等，但温度系数则表现为与Si-FRD相反的“正相关”特性，随温度上升而増加。正向特性图表的实线为25℃时的特性，虚线为125℃时的特性（以不同颜色表示不同代的产品）。这里的特性显示不太可能出现因温度上升而引发的热失控，在并联连接时等高温条件下均可确保安全工作。  
  SiC-SBD因VF降低，而实现更低导通损耗。正向特性图表的红色波形是第一代SiC-SBD，蓝色是第二代，可确认VF的降低。
 
  SiC-SBD因高速trr而使开关损耗降低，加之VF的改善，在功率二极管中可以说是损耗最小的二极管。
 
  SiC SBD是高压快速与低功率损耗、耐高温相结合的理想器件。目前国际上相继研制成功水平较高的多种类的碳化硅器件。SIC SBD作为零恢复二极管，对高频功率电路有很大改善。SIC二极管独特的高温特性使其在高温环境的功率应用中具有潜在优势。



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