在高功率應(yīng)用中,碳化硅肖特基勢壘二極管(SiC SBD)相比于硅基器件,具有更加耐高壓、耐高溫和沒有反向恢復(fù)電荷等優(yōu)勢。三安半導(dǎo)體的第5代1200V SiC SBD在第2代器件(以下第5代器件簡稱G5,第2代器件簡稱G2)的基礎(chǔ)上進(jìn)行了一系列優(yōu)化,降低器件的正向?qū)▔航担╒F)和熱阻(Rth(j-c)),并提高非重復(fù)正向電流(IFSM),有助于實(shí)現(xiàn)更加高效、緊湊和具備超高抗浪涌電流能力的設(shè)計(jì)。三安1200V G5通過RoHS認(rèn)證,符合工業(yè)應(yīng)用的標(biāo)準(zhǔn)。
如圖1和圖2所示,三安1200V G2采用MPS(MPS: Merged PIN-Schottky, PIN: Positive-Intrinsic-Negative)結(jié)構(gòu),器件具備優(yōu)秀的抗浪涌電流能力,而G5在G2原有的MPS結(jié)構(gòu)上優(yōu)化了PIN占比,進(jìn)一步提高器件的抗浪涌能力。此外,三安1200V G5采用了三安的減薄晶圓平臺,將晶圓厚度縮減了1/2以上,有效改善器件的VF和Rth(j-c)。
圖1. MPS結(jié)構(gòu)SiC SBD的薄晶圓示意圖(左)與I-V關(guān)系曲線(右)
圖2. 1200V 20A SiC SBD器件的VF(左)和Rth(j-c)(右)對比
非重復(fù)正向電流IFSM是衡量器件抗浪涌沖擊能力的一個(gè)重要指標(biāo),高IFSM的器件能夠承受更高的電流脈沖尖峰,防止器件失效。圖3以1200V 20A SiC SBD器件為例,三安G5優(yōu)化了器件的抗浪涌能力,IFSM值比G2高約14%,甚至比競品高58%以上。這表明了G5能夠承受更高的浪涌電流沖擊,在存在高浪涌電流的系統(tǒng)中能夠更好地滿足設(shè)計(jì)人員的需求。
圖3. 1200V 20A SiC SBD器件的IFSM對比
圖4. Buck變換器測試電路
三安G5不僅在抗浪涌能力有很大的提升,對于器件的損耗和散熱也有所改善,圖4為三安1200V SiC SBD在Buck變換器上的對比測試,其結(jié)果如圖5所示。G5優(yōu)化了二極管的VF和Rth(j-c),不僅降低了器件的導(dǎo)通損耗,提高系統(tǒng)能效,而且有效改善了器件的散熱能力,提高器件穩(wěn)定性并能夠支持更高的功率場景,還可以簡化散熱設(shè)計(jì),實(shí)現(xiàn)更加緊湊的系統(tǒng)設(shè)計(jì)。
圖5. 1200V SiC SBD G5對比G2的效率(左)與溫升(右)變化
三安1200V G5在G2的優(yōu)秀性能基礎(chǔ)上進(jìn)行了一系列優(yōu)化,在提高抗浪涌電流能力的同時(shí),能夠進(jìn)一步優(yōu)化器件損耗和散熱能力,實(shí)現(xiàn)更加高效、緊湊和具備超高抗浪涌沖擊能力的設(shè)計(jì)。三安半導(dǎo)體在SiC功率器件的技術(shù)革新上深耕研發(fā),不斷迭代優(yōu)化器件性能,致力于提供能夠滿足客戶需求的優(yōu)質(zhì)產(chǎn)品。
三安第5代1200V SiC SBD產(chǎn)品系列
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