SiC被發(fā)現(xiàn)并應(yīng)用于工業(yè)生產(chǎn)已有百余年的歷史，但是將其用于功率電子領(lǐng)域則是最近一二十年的進展。其物理、電子特性使得SiC材料的器件擁有比傳統(tǒng)Si材料制品有更好的耐高溫耐高壓特性,從而能獲得更高的功率密度和能源效率。英飛凌一直在不斷開發(fā)碳化硅最前沿的技術(shù)，產(chǎn)品以及解決方案，致力于滿足用戶對節(jié)能，提升效率、縮減尺寸、系統(tǒng)集成和提高可靠性的需求。

電力電子未來發(fā)展的趨勢之一是使用更高的開關(guān)頻率以獲得更緊密的系統(tǒng)設(shè)計,所以如何降低動態(tài)損耗至關(guān)重要。因為SiC材料的本征特性,SiC器件的電容相當小。在高頻開關(guān)系統(tǒng)中,電容小也意味著開關(guān)損耗小。因為器件電容小,在高開關(guān)頻率高功率的應(yīng)用中SiC器件優(yōu)勢明顯:

圖 高開關(guān)頻率高功率的應(yīng)用中SiC優(yōu)勢明顯

如果需要更高開關(guān)頻率,則需要使用GaN材料的器件,但是GaN材料器件功率上有局限,因與本文無關(guān),此處不題。

以英飛凌CoolSiC系列的第5代工藝肖特基二極管結(jié)構(gòu)圖為例,以便更直觀的了解其特點:

從如下結(jié)構(gòu)圖上看,此結(jié)構(gòu)為肖特基二極管與普通PN結(jié)二極管的組合。平時為肖特基二極管, 電流高的時,表現(xiàn)為PN結(jié)二極管(因為高電流時,PN結(jié)二極管正向壓降小于肖特基二極管)。與其它廠商的SiC肖特基二極管在N型摻雜區(qū)上面多了P型摻雜區(qū)。這是結(jié)構(gòu)上的主要差別,為的是同時結(jié)合兩種二極管的優(yōu)點于一身。襯底比較薄,以降低VF,增加熱傳導(dǎo)性。

圖 英飛凌CoolSiC系列的第5代工藝肖特基二極管結(jié)構(gòu)圖

目前SiC的應(yīng)用還局限于很小一部分功率系統(tǒng),今后的幾十年將是SiC器件獲得更大規(guī)模應(yīng)用的時期,不僅僅是從能耗上考慮,其體積與系統(tǒng)穩(wěn)定性也會因為SiC的采用而更加優(yōu)化。目前市場上的SiC產(chǎn)品的代表性廠商為英飛凌的CoolSiC?系列。目前推出的產(chǎn)品系列有:

CoolSiC? MOSFET

CoolSiC? 肖特基二極管

CoolSiC? MOSFET柵極驅(qū)動IC

結(jié)合碳化硅技術(shù)，英飛凌又推出了哪些前沿解決方案？未來，英飛凌碳化硅技術(shù)將如何發(fā)展？不如，讓我們來次線下約會，你的疑問，我來解答！

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