Vantagens e desvantagens do desempenho elétrico dos dispositivos de energia de carboneto de silício

Vantagens:

1. Resistência a alta tensão: O campo elétrico de ruptura crítica é tão alto quanto 2MV/cm (4H-SiC), por isso tem maior resistência à tensão (10 vezes maior que a do Si).

2. Fácil dissipação de calor: Devido à maior condutividade térmica dos materiais de SiC (três vezes a do Si), a dissipação de calor é mais fácil e o dispositivo pode operar em temperaturas ambientes mais altas. Teoricamente, os dispositivos de energia de SiC podem operar em uma temperatura de junção de 175 graus, então o tamanho do dissipador de calor pode ser significativamente reduzido.

3. Baixa perda de condução e perda de comutação: o material SiC tem o dobro da velocidade de saturação de elétrons do Si, fazendo com que os dispositivos SiC tenham resistência de ativação muito baixa (1/100 em Si), baixa perda de condução; o material SiC tem três vezes a largura de banda do Si, a corrente de fuga é reduzida em várias ordens de magnitude em comparação com o dispositivo Si, o que pode reduzir a perda de energia do dispositivo de energia; não há fenômeno de fuga de corrente no processo desligado, baixa perda de comutação, o que pode reduzir a perda de energia do dispositivo de energia; não há fenômeno de fuga de corrente no processo desligado, baixa perda de comutação. Não há fuga de corrente durante o desligamento, baixas perdas de comutação e a frequência de comutação pode ser bastante aumentada para aplicações práticas (10 vezes a do Si).

4. pode reduzir o tamanho do módulo de energia: devido à alta densidade de corrente do dispositivo (como produtos Infineon de até 700 A/cm), no mesmo nível de energia, o tamanho do pacote dos módulos de energia totalmente SiC (SiC MOSFETsSiC SBD) é significativamente menor do que os módulos de energia Si IGBT.

Desvantagem principal: A principal desvantagem do diodo Schottky é a corrente reversa relativamente alta. Devido à sua junção metal-semicondutora, ele é mais propenso a correntes de fuga quando a tensão é conectada na direção reversa. Além disso, os diodos Schottky tendem a ter uma tensão reversa máxima baixa. Eles tendem a ter um valor máximo de 50 V ou menos. Tenha em mente que a tensão reversa é o valor no qual o diodo irá quebrar e começar a conduzir uma grande quantidade de corrente quando a tensão for conectada na direção reversa (do cátodo para o ânodo). Isso significa que um diodo Schottky não pode suportar uma grande tensão reversa sem quebrar e conduzir uma grande quantidade de corrente. Ele ainda irá vazar uma pequena quantidade de corrente mesmo antes de atingir seu valor reverso máximo.

Dependendo da aplicação e do uso do circuito, isso pode ser significativo ou insignificante.