SiC-SBD的正向特性,與正向電流及溫度的依賴關系

SiC-SBD的正向特性

碳化硅肖特基勢壘二極管（SiC-SBD）的開啟電壓與硅基快速恢復二極管（SiFRD）相同，小于1V。開啟電壓由肖特基勢壘的勢壘高度決定，通常如果將勢壘高度設計得低，開啟電壓也可以做得低一些，但是這也將導致反向偏壓時的漏電流增大。因此，針對不同的應用環(huán)境，需要對SiC-SBD的導通電流與反向漏電進行折中設計。如圖1所示，SiC-SBD的溫度依存性與SiFRD不同，溫度越高，它的導通阻抗就會增加，從而Vf值也增加。不易發(fā)生熱失控，所以可以放心地并聯(lián)使用。

圖1 SiC-SBD正向導通特性與溫度的依賴關系

SiC-SBD的恢復特性

如圖2所示，Si-FRD從正向切換到反向的瞬間會產生極大的瞬態(tài)電流，在此期間轉移為反向偏壓狀態(tài)，從而產生很大的損耗。這是因為正向通電時積聚在漂移層內的少數(shù)載流子不斷地進行電傳導直到消亡（該時間也稱為積聚時間）。正向電流越大，或者溫度越高，恢復時間和恢復電流就越大，從而損耗也越大。與此相反，SiC-SBD是不使用少數(shù)載流子進行電傳導的多數(shù)載流子器件（單極性器件），因此原理上不會發(fā)生少數(shù)載流子積聚的現(xiàn)象。由于只產生使結電容放電程度的小電流，所以與Si-FRD相比，能夠明顯地減少損耗。而且，該瞬態(tài)電流基本上不隨溫度和正向電流而變化，所以不管何種環(huán)境下，都能夠穩(wěn)定地實現(xiàn)快速恢復。另外，還可以降低由恢復電流引起的噪音，達到降噪的效果。

圖2 Si-FRD和SiC-SBD的反向恢復特性

與正向電流及溫度的依賴關系

目前，600V、1200V、1700V、3300V電壓等級的SiC SBD已經實現(xiàn)了商品化，3300V電壓等以上的SiC SBD也已經全球范圍內開展了研究。由于相對于Si-FRD，SiC-SBD在正向導通和反向恢復特性上都具有明顯的優(yōu)勢。因此，如果用SiC-SBD替換現(xiàn)在主流產品快速恢復二極管（FRD），能夠明顯減少恢復損耗。有利于電源的高效率化，并且通過高頻驅動實現(xiàn)電感等無源器件的小型化，而且可以降噪。器件廣泛應用于空調、電源、光伏發(fā)電系統(tǒng)中的功率調節(jié)器、電動汽車的快速充電器等的功率因數(shù)校正電路（PFC電路）和整流橋電路中。