解析！碳化硅肖特基二極管的優(yōu)勢及應(yīng)用

肖特基二極管，又稱熱載流子二極管，通過金屬和半導(dǎo)體接觸(肖特基接觸)形成肖特基勢壘，實(shí)現(xiàn)整流。與普通PN結(jié)二極管相比，肖特基二極管的反向恢復(fù)慣性非常低。因此，肖特基二極管適用于高頻整流或高速開關(guān)。

碳化硅（SiC）是一種高性能的半導(dǎo)體材料，基于SiC的肖特基二極管（SiC Schottky Diode）具有更高能效、更高功率密度、更小尺寸和更高的可靠性，可以在電力電子技術(shù)領(lǐng)域打破硅的極限，成為新能源及電力電子的首選器件。

碳化硅肖特基二極管的特點(diǎn)

碳化硅的能帶間隔為硅的2.8倍（寬禁帶），達(dá)到3.09電子伏特。其絕緣擊穿場強(qiáng)為硅的5.3倍，高達(dá)3.2MV/cm，其導(dǎo)熱率是硅的3.3倍，為49w/cm·k。它與硅半導(dǎo)體材料一樣，可以制成結(jié)型器件、場效應(yīng)器件、和金屬與半導(dǎo)體接觸的肖特基二極管。它的特點(diǎn)是：

（1）碳化硅單載流子器件漂移區(qū)薄，開態(tài)電阻小。比硅器件小100-300倍。由于有小的導(dǎo)通電阻，碳化硅功率器件的正向損耗?。?/p>

（2）碳化硅功率器件由于具有高的擊穿電場而具有高的擊穿電壓。例如，商用的硅肖特基的電壓小于300V，而第一個商用的碳化硅肖特基二極管的擊穿電壓已達(dá)到600V；

（3）碳化硅有較高的熱導(dǎo)率；

（4）碳化硅器件可在較高溫度下工作，而硅器件的最大工作溫度僅為150oC；

（5）碳化硅具有很高的抗輻照能力；

（6）碳化硅功率器件的正反向特性隨溫度和時間的變化很小，可靠性好；

（7）碳化硅器件具有很好的反向恢復(fù)特性，反向恢復(fù)電流小，開關(guān)損耗小；

（8）碳化硅器件可減少功率器件體積和降低電路損耗。

應(yīng)用

碳化硅肖特基二極管可廣泛應(yīng)用于開關(guān)電源、功率因素校正（PFC）電路、不間斷電源（UPS）、光伏逆變器等中高功率領(lǐng)域，可顯著的減少電路的損耗，提高電路的工作頻率。

在PFC電路中用碳化硅SBD取代原來的硅FRD，可使電路工作在300kHz以上，效率基本保持不變，而相比下使用硅FRD的電路在100kHz以上的效率急劇下降。隨著工作頻率的提高，電感等無源原件的體積相應(yīng)下降，整個電路板的體積下降30%以上。

01 射頻混頻器和探測二極管應(yīng)

肖特基二極管具有很高的開關(guān)速度和高頻性能，這使得它們能夠很好地用于射頻應(yīng)用。此外，肖特基二極管具有各種金屬-半導(dǎo)體結(jié)配置，使得這些半導(dǎo)體器件在功率檢測器或混頻器電路中有用。

02 功率整流器應(yīng)用

肖特基二極管是用于功率整流器應(yīng)用的最佳半導(dǎo)體器件，因?yàn)檫@些器件具有高電流密度和低正向電壓降，與普通PN結(jié)器件的特性不同。這些優(yōu)點(diǎn)有助于降低熱量水平，減少設(shè)計中包含的散熱器，并提高電子系統(tǒng)的整體效率。

03 電源或電路應(yīng)用

肖特基二極管可用于由兩個并聯(lián)電源產(chǎn)生電流的應(yīng)用中。肖特基二極管的特性使其很好地適用于電力或電路應(yīng)用，因?yàn)樗鼈兊牡驼螂妷航?。這些二極管的存在還可以防止反向電流從一個電源流入另一個電源。

04 太陽能電池應(yīng)用

太陽能電池通常與可充電電池相連以儲存能量，因?yàn)樘柌皇且惶?4小時的能源。SiC肖特基二極管防止電池在夜間通過太陽能電池放電，防止高性能太陽能電池通過低性能太陽能電池放電。

05 箝位二極管應(yīng)用

肖特基二極管用作快速鉗位二極管應(yīng)用中的開關(guān)。在這個應(yīng)用中，基極結(jié)是正向偏置的。使用肖特基二極管，關(guān)斷時間顯著縮短，電路速度提高。

魯晶半導(dǎo)體

濟(jì)南魯晶半導(dǎo)體有限公司是一家以半導(dǎo)體二、三極管、MOS管、碳化硅功率器件研發(fā)、生產(chǎn)、銷售為主導(dǎo)的國家級高新技術(shù)企業(yè)，中國半導(dǎo)體行業(yè)協(xié)會理事單位，山東半導(dǎo)體商會（聯(lián)盟）副會長兼秘書長單位，ISO9001：2015質(zhì)量管理體系和ISO14001:2015環(huán)境管理體系認(rèn)證企業(yè)?？偛课挥趪壹墲?jì)南高新產(chǎn)業(yè)開發(fā)區(qū)天辰大街978號，在深圳和蘇州設(shè)有辦事處,為周邊客戶提供半導(dǎo)體二、三極管的銷售與技術(shù)支持。

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