Ada 8 alasan mengapa dioda silikon karbida lebih baik daripada dioda silikon

1--Pada voltase pengenal yang sama, dioda SiC mengambil lebih sedikit ruang daripada Si

Kekuatan medan gangguan dielektrik SiC sekitar 10 kali lebih tinggi daripada perangkat berbasis silikon, dan pada tegangan cut-off tertentu, lapisan drift SiC lebih tipis dan konsentrasi doping lebih tinggi daripada perangkat berbasis silikon, jadi resistivitas SiC lebih rendah dan konduktivitasnya lebih baik.Ini berarti bahwa, pada voltase pengenal yang sama, chip SiC lebih kecil dari ekuivalen silikonnya.Manfaat tambahan menggunakan chip yang lebih kecil adalah bahwa kapasitansi yang melekat dan muatan perangkat yang terkait lebih rendah untuk arus dan voltase pengenal yang diberikan.Dikombinasikan dengan kecepatan saturasi elektron SiC yang lebih tinggi, ini memungkinkan kecepatan peralihan yang lebih cepat dan kerugian yang lebih rendah daripada perangkat berbasis Si.

Dioda 2--iC memiliki kinerja pembuangan panas yang lebih baik

Konduktivitas termal SiC hampir 3,5 kali lipat dari perangkat berbasis Si, sehingga menghilangkan lebih banyak daya (panas) per satuan luas.Meskipun pengemasan dapat menjadi faktor pembatas selama pengoperasian terus-menerus, SiC menawarkan keuntungan margin yang besar dan membantu merancang aplikasi yang rentan terhadap peristiwa termal transien.Selain itu, ketahanan suhu tinggi berarti dioda SiC memiliki daya tahan dan keandalan yang lebih tinggi tanpa risiko pelepasan panas.

3--Dioda SiC Unipolar tidak memiliki muatan tersimpan yang memperlambat dan mengurangi efisiensi

Dioda SiC adalah perangkat semikonduktor Schott unipolar di mana hanya sebagian besar pembawa muatan (elektron) yang dapat membawa arus.Ini berarti bahwa ketika dioda dibias maju, lapisan penipisan persimpangan hampir tidak menyimpan muatan.Sebaliknya, dioda silikon persimpangan PN adalah dioda bipolar dan menyimpan muatan yang harus dihilangkan selama bias balik.Ini menghasilkan lonjakan arus balik, sehingga dioda (dan semua transistor dan buffer switching yang terkait) memiliki kehilangan daya yang lebih tinggi, sedangkan kehilangan daya meningkat dengan frekuensi switching.Dioda SiC menghasilkan lonjakan arus balik pada bias balik karena pelepasan kapasitif bawaannya, tetapi puncaknya masih urutan besarnya lebih rendah daripada dioda persimpangan PN, yang berarti konsumsi daya yang lebih rendah untuk dioda dan transistor switching yang sesuai.

4 - Penurunan tegangan maju dan arus bocor balik dioda SiC cocok dengan Si

Penurunan tegangan maju maksimum dioda SiC sebanding dengan dioda ultrafast Si dan masih membaik (ada sedikit perbedaan pada peringkat tegangan cut-off yang lebih tinggi).Meskipun merupakan dioda tipe Schottky, arus bocor balik dan konsumsi daya yang dihasilkan dari dioda SiC tegangan tinggi relatif rendah pada bias balik, mirip dengan dioda Si ultrahalus pada level tegangan dan arus yang sama.Karena dioda SiC tidak memiliki efek pemulihan muatan terbalik, setiap perbedaan daya kecil antara dioda SiC dan dioda ultrafine Si karena penurunan tegangan maju dan perubahan arus bocor terbalik lebih dari diimbangi oleh pengurangan kerugian dinamis SiC.

5 - Arus pemulihan dioda SiC relatif stabil dalam kisaran suhu operasinya, yang dapat mengurangi konsumsi daya

Arus pemulihan dan waktu pemulihan dioda silikon sangat bervariasi dengan suhu, yang meningkatkan kesulitan pengoptimalan rangkaian, tetapi perubahan ini tidak ada di dioda SiC.Di beberapa sirkuit, seperti tahap koreksi faktor daya "sakelar keras", dioda silikon yang bertindak sebagai penyearah penambah dapat mengontrol kerugian dari bias maju pada arus tinggi ke bias mundur dari input AC fase tunggal tipikal (biasanya sekitar tegangan bus 400V D).Karakteristik dioda SiC dapat secara signifikan meningkatkan efisiensi aplikasi tersebut dan menyederhanakan pertimbangan desain untuk perancang perangkat keras.

6--dioda SiC dapat dihubungkan secara paralel tanpa risiko pelarian termal

Dioda SiC juga memiliki keunggulan dibandingkan dioda Si bahwa mereka dapat dihubungkan secara paralel karena penurunan tegangan maju mereka memiliki koefisien suhu positif (di wilayah yang relevan dengan aplikasi dari kurva IV), yang membantu memperbaiki semua aliran arus yang tidak rata.Sebaliknya, ketika perangkat terhubung secara paralel, koefisien suhu negatif dari dioda SiP-N dapat menyebabkan pelarian termal, yang memerlukan penggunaan penurunan daya yang signifikan atau sirkuit aktif tambahan untuk memaksa perangkat mencapai pemerataan arus.

7 - Kompatibilitas elektromagnetik (EMI) dioda SiC lebih baik daripada Si

Keuntungan lain dari fitur soft-switching dioda SiC adalah dapat mengurangi EMI secara signifikan.Ketika dioda Si digunakan sebagai penyearah switching, potensi lonjakan cepat dalam arus pemulihan balik (dan spektrumnya yang luas) dapat menyebabkan emisi konduksi dan radiasi.Emisi ini menciptakan gangguan sistem (melalui berbagai jalur sambungan) yang dapat melampaui batas EMI sistem.Pada frekuensi-frekuensi ini, penyaringan dapat menjadi rumit karena sambungan palsu ini.Selain itu, filter EMI yang dirancang untuk melemahkan frekuensi dasar switching dan frekuensi harmonik rendah (biasanya di bawah 1MHz) biasanya memiliki kapasitansi inheren yang relatif tinggi, yang mengurangi efek penyaringannya pada frekuensi yang lebih tinggi.Buffer dapat digunakan dalam dioda Si pemulihan cepat untuk membatasi kecepatan tepi dan menekan osilasi, sehingga mengurangi tekanan pada perangkat lain dan mengurangi EMI.Namun, buffer menghilangkan banyak energi, yang mengurangi efisiensi sistem.

8 - Kehilangan daya pemulihan maju dari dioda SiC lebih rendah daripada Si

Dalam dioda Si, sumber rugi daya pemulihan maju sering diabaikan.Selama transisi keadaan aktif dari keadaan mati, penurunan tegangan dioda untuk sementara meningkat, menghasilkan overshoot, dering, dan kerugian tambahan terkait dengan konduktivitas sambungan PN awal yang lebih rendah.Namun, dioda SiC tidak memiliki efek ini, jadi tidak perlu khawatir tentang kerugian pemulihan ke depan.