5種羅姆常用的SiC功率器件介紹（下）

高頻驅(qū)動，有利于外圍元器件的小型化

在PWM逆變器驅(qū)動時的損耗仿真中，與同等額定電流的IGBT模塊相比，相同開關(guān)頻率的損耗在5kHz時減少30%、20kHz時減少55%，總體損耗顯著降低。在20kHz時，散熱器所需尺寸可比預期小88%。另外，通過高頻驅(qū)動，可使用更小體積的外圍無源器件，可進步一實現(xiàn)設(shè)備的小型化。

4、SiC肖特基勢壘二極管Bare Die

SBD可降低開關(guān)損耗，可高速開關(guān)。主要用于高速開關(guān)電源的PFC電路。肖特基二極管是通過金屬與N型半導體之間形成的接觸勢壘具有整流特性而制成的一種屬-半導體器件。肖特基二極管的基本結(jié)構(gòu)是重摻雜的N型4H-SiC片、4H-SiC外延層、肖基觸層和歐姆接觸層。

SBD 在導通過程中沒有額外載流子的注入和儲存，因而反向恢復電流小，關(guān)斷過程很快，開關(guān)損耗小。傳統(tǒng)的硅肖特基二極管，由于所有金屬與硅的功函數(shù)差都不很大，硅的肖特基勢壘較低，硅 SBD 的反向漏電流偏大，阻斷電壓較低，只能用于一二百伏的低電壓場合且不適合在 150 ℃以上工作。然而，碳化硅 SBD彌補了硅 SBD 的不足，許多金屬，例如鎳、金、鈀、鈦、鈷等，都可以與碳化硅形成肖特基勢壘高度 1 eV 以上的肖特基接觸。據(jù)報道，Au/4H-SiC 接觸的勢壘高度可達到 1.73 eV，Ti/4H-SiC 接觸的勢壘比較低，但最高也可以達到 1.1 eV。6H-SiC與各種金屬接觸之間的肖特基勢壘高度變化比較寬，最低只有 0.5 eV，最高可達1.7 eV。于是，SBD 成為人們開發(fā)碳化硅電力電子器件首先關(guān)注的對象。它是高壓快速與低功率損耗、耐高溫相結(jié)合的理想器件。目前國際上相繼研制成功水平較高的多種類的碳化硅器件。

肖特基勢壘中載流子的輸運機理
金屬與半導體接觸時，載流子流經(jīng)肖特基勢壘形成的電流主要有四種輸運途徑。這四種輸運方式為：

N 型 4H-SiC 半導體導帶中的載流子電子越過勢壘頂部熱發(fā)射到金屬；

N 型 4H-SiC 半導體導帶中的載流子電子以量子力學隧穿效應(yīng)進入金屬；

空間電荷區(qū)中空穴和電子的復合；

4H-SiC 半導體與金屬由于空穴注入效應(yīng)導致的的中性區(qū)復合。

5、SiC MOSFET Bare Die

從原理上而言，不存在開關(guān)工作時的拖尾電流，因此，可高速工作，降低開關(guān)損耗。芯片尺寸小，導通電阻低，因此實現(xiàn)了低容量、低柵極電壓。

N-channel SiC 功率MOSFET bare die_S4108

S4108是SiC（碳化硅）功率MOSFET。其特征是高耐壓、低導通電阻、高速開關(guān)。

審核編輯黃宇