在高功率應用中,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電荷等優勢。三安半導體的第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)的基礎上進行了一系列優化,降低器件的正向導通壓降(VF)和熱阻(Rth(j-c)),并提高非重復正向電流(IFSM),有助于實現更加高效、緊湊和具備超高抗浪涌電流能力的設計。三安1200V G5通過RoHS認證,符合工業應用的標準。
如圖1和圖2所示,三安1200V G2采用MPS(MPS: Merged PIN-Schottky, PIN: Positive-Intrinsic-Negative)結構,器件具備優秀的抗浪涌電流能力,而G5在G2原有的MPS結構上優化了PIN占比,進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結構SiC SBD的薄晶圓示意圖(左)與I-V關系曲線(右)
圖2. 1200V 20A SiC SBD器件的VF(左)和Rth(j-c)(右)對比
非重復正向電流IFSM是衡量器件抗浪涌沖擊能力的一個重要指標,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中能夠更好地滿足設計人員的需求。
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,其結果如圖5所示。G5優化了二極管的VF和Rth(j-c),不僅降低了器件的導通損耗,提高系統能效,而且有效改善了器件的散熱能力,提高器件穩定性并能夠支持更高的功率場景,還可以簡化散熱設計,實現更加緊湊的系統設計。
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的優秀性能基礎上進行了一系列優化,在提高抗浪涌電流能力的同時,能夠進一步優化器件損耗和散熱能力,實現更加高效、緊湊和具備超高抗浪涌沖擊能力的設計。三安半導體在SiC功率器件的技術革新上深耕研發,不斷迭代優化器件性能,致力于提供能夠滿足客戶需求的優質產品。
三安第5代1200V SiC SBD產品系列
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