실리콘 카바이드 쇼트키 다이오드

실리콘 카바이드 쇼트키 다이오드는 기존 실리콘 디바이스의 대안으로 순방향 전압 강하가 낮고 작동 온도 허용 오차가 클 뿐만 아니라 역방향 항복 전압이 높고 일반 실리콘 모델보다 우수한 서지 전류 성능을 제공합니다.

광대역 갭 장치는 전기 자동차(EV) 충전소, 무정전 전원 공급 장치(UPS) 및 모터 드라이브와 같은 하드 스위칭 애플리케이션에 활용할 수 있으며 전자기 간섭 소음 수준과 소음 공해를 줄일 수 있습니다.

빠른 전환 속도

실리콘 카바이드 쇼트키 다이오드는 전자 회로 설계에 널리 사용되는 고속 스위칭 장치입니다. 실리콘 기반 다이오드에 비해 스위칭 속도가 빠르고 열 전도성이 뛰어난 이 다이오드는 순방향 전압 강하가 낮고 전류 안정성 수준이 우수하며 서지 전압 내성 또한 실리콘 다이오드에 비해 월등한 성능을 자랑합니다.

실리콘 카바이드 쇼트키 다이오드는 또한 실리콘 다이오드보다 훨씬 높은 역방향 항복 전압을 자랑하므로 잠재적인 역방향 전압 수준이 수천 볼트 이상에 이르는 전력 시스템에 사용하기에 적합합니다. 따라서 설계자는 스너버 회로와 같은 추가 보호 조치를 피할 수 있습니다.

실리콘 단극 쇼트키 다이오드는 일반적으로 최대 200V의 역항복 전압만 견딜 수 있지만 실리콘 카바이드 쇼트키 다이오드는 다이오드 유형에 따라 1.2kV 이상의 높은 전압을 견딜 수 있어 실리콘 버전으로는 충분하지 않은 많은 애플리케이션에서 실리콘보다 훨씬 더 다양한 역항복 전압 기능을 제공할 수 있습니다.

실리콘 카바이드 쇼트키 다이오드는 스위칭 속도가 빨라 부품 크기를 크게 줄일 수 있어 부품 가격을 낮추고 효율성을 높이며 전자 회로 설계에 필요한 풋프린트를 줄일 수 있는 것이 특징입니다. 또한 이 다이오드는 복잡한 고주파 전자 제품 설계에서 고속 작동을 더 간단하게 만들어 줍니다.

갤럭시 마이크로일렉트로닉스는 최근 PV 태양 전지 시스템, 전기 자동차 전력 시스템, 무선 주파수 감지기 및 무선 주파수 감지기에 대한 전력 변환 회로 설계자의 요구를 충족하도록 특별히 설계된 650V 및 1200V 실리콘 카바이드(SiC) 쇼트키 배리어 다이오드 제품군을 공개했습니다. 이 디바이스는 온도에 독립적인 제로 역회복 기능과 양의 온도 계수(TJC) 값으로 전도 손실이 적고, 설계 엔지니어가 추가 보호 장치나 회로를 필요로 하지 않는 강력한 애벌런치 성능을 갖추고 있습니다.

낮은 순방향 전압 강하

실리콘 카바이드(SiC) 쇼트키 다이오드는 실리콘보다 스위칭 속도가 빠르고 순방향 전압 강하가 낮은 단극 반도체 소자로 고온에서 작동하는 전력 반도체에 적합합니다. 그러나 회로를 설계할 때는 에너지 손실을 최소화하기 위해 역회복 시간이 짧아야 하는 등 몇 가지 제한 사항을 고려해야 합니다.

역회복 시간이 짧으면 디바이스가 전도 상태와 비전도 상태 간에 빠르게 전환할 수 있으며, 다이오드 및 사이리스터 브리지를 손상시킬 수 있는 EMI 노이즈와 기생 전류를 줄이는 데 도움이 됩니다. 또한 복구 시간이 짧으면 다이오드 및 사이리스터 브리지의 역전점(POR) 기간을 늘릴 수 있습니다.

SiC 쇼트키 다이오드의 순방향 전압 강하가 낮은 이유는 공핍 영역이 좁기 때문일 수 있습니다. 이 특징 덕분에 다이오드는 P-N 접합 다이오드보다 정전 용량이 적어 고속 스위칭 애플리케이션에 필수적이며 신호 경로로 유입되는 링잉 노이즈 또는 정전 용량 노이즈를 방지하는 데 도움이 됩니다.

SiC 쇼트키 다이오드는 낮은 온 상태 저항과 온도에 독립적인 제로 역 회복을 제공하므로 벅 부스트 컨버터와 같은 고속 스위칭 애플리케이션에 탁월한 선택이 될 수 있는 두 가지 특성을 제공합니다. 갤럭시 마이크로일렉트로닉스는 최근 전력 변환 시스템 설계에 탁월한 650V 및 1200V 실리콘 카바이드(SiC) 쇼트키 다이오드를 공개했습니다.

SiC 쇼트키 다이오드의 누설 전류는 금속-반도체 계면의 결함으로 인해 발생하지만, 드리프트 레이어를 두껍게 하면 완화할 수 있지만 이로 인해 장치의 옴 저항과 열 저항이 증가합니다. 넥스페리아는 이 문제를 해결하기 위해 쇼트키 다이오드와 P-N 다이오드를 하나의 패키지로 결합하여 누설 전류를 크게 줄이고 고온에서 신뢰성을 향상시키는 하이브리드 디바이스 구조를 개발했습니다. 이 설계는 누설 전류를 크게 줄이면서도 고온에서의 신뢰성을 향상시킵니다.

높은 항복 전압

실리콘 카바이드 쇼트키 다이오드는 항복 전압이 높아 기존 실리콘 다이오드보다 높은 다이오드 항복 전압이 필요한 고주파에서 작동하는 모터 드라이브 및 LED 드라이버와 같은 전력 장치에 사용하기에 적합합니다. 또한 SiC의 넓은 밴드갭은 효율성과 속도를 높이는 데 도움이 됩니다. 또한 녹는점이 높아 다양한 환경에서 사용하기에 적합한 소재입니다.

실리콘 카바이드 쇼트키 다이오드는 넓은 밴드갭과 매우 낮은 온상태 저항을 제공하므로 빠른 전환 애플리케이션에 적합합니다. 이 다이오드의 작동은 반도체 재료에 금속 접점을 증착하여 접합부를 통과하는 전자의 양을 증가시키는 데 의존하는데, 전자와 정공을 동시에 통과시키는 일반 PN 다이오드와 달리 이 배열은 전자만 통과시켜 스위칭 속도를 크게 증가시킵니다. 또한 턴온 전압이 낮아 쉽게 켜고 끌 수 있습니다.

이 설계는 또한 더 얇은 기판 층으로 인해 접합부와 패키지 리드 프레임 또는 케이스 사이의 열 경로가 개선되어 열 저항이 감소하는 이점이 있습니다. 이러한 감소는 전력 손실을 낮추는 데 도움이 될 뿐만 아니라 정전기 방전(ESD) 및 과전압 이벤트에 덜 민감하여 디바이스 안정성을 향상시킬 수 있습니다.

실리콘 카바이드 쇼트키 다이오드는 기존 실리콘 다이오드보다 더 높은 전압을 처리할 수 있는 우수한 파괴 전기장 강도로 인해 두드러집니다. 또한 더 얇고 큰 드리프트 레이어로 제조할 수 있어 응답 시간이 빠르며 열 전도성이 우수하여 기존 실리콘 다이오드보다 높은 서지 전류 레벨을 관리할 수 있습니다.

낮은 누설 전류

SiC 쇼트키 다이오드는 누설 전류 수준이 낮기 때문에 다양한 애플리케이션의 전력 정류기 회로에 완벽한 선택입니다. 작동 온도가 높고 스위칭 속도가 빠르므로 더 높은 주파수 애플리케이션에서 EMI 수준을 낮출 수 있어 안정적인 정류기가 필요한 전원 공급 장치 또는 모터 드라이브에 이상적입니다.

SiC 다이오드는 높은 전류 밀도를 제공하여 더 작은 접합 크기로 더 많은 전류를 전달할 수 있으므로 총 저항과 열 방출 손실이 감소하고 전력 손실이 줄어들어 전력 효율이 향상되고 신뢰성이 높아집니다.

SiC 쇼트키 다이오드는 PV 태양광 인버터 및 EV 충전기 등 효율성이 가장 중요한 애플리케이션에 이상적입니다. 또한 MPS 설계를 통해 전원 공급 장치 설계에서 풀 브리지 및 하프 브리지 정류기 구성 간에 쉽게 전환할 수 있어 복잡성을 줄이는 동시에 출력 전력을 높일 수 있습니다.

SiC 다이오드는 실리콘 다이오드에 비해 서지 전류 용량이 더 크기 때문에 UPS 및 태양광 인버터의 역률 보정(PFC) 기능에 특히 적합합니다. MPS 설계는 설계 엔지니어가 더 작은 방열판과 필터를 필요로 하면서도 PV 태양광 인버터 및 EV 충전기를 위한 시스템을 최적화할 때 더 큰 자유를 제공하며, 낮은 손실과 빠른 스위칭 속도로 EMI 노이즈를 줄이는 데 도움이 됩니다.

높은 열 전도성

실리콘 카바이드 다이오드는 뛰어난 열 전도성으로 오랫동안 인정받아 왔으며, 이러한 특징이 전력 애플리케이션에 활용될 수 있는 주요 이유 중 하나입니다. 실리콘 카바이드 디바이스는 기존 실리콘 디바이스보다 더 높은 온도에서 작동하기 때문에 전력 손실을 줄이면서 효율을 개선할 수 있으며, 더 높은 스위칭 주파수로 작동하여 더 작은 물리적 풋프린트로 더 많은 전류를 처리할 수 있습니다.

실리콘 카바이드 쇼트키 다이오드는 실리콘에 비해 전류 밀도가 높기 때문에 실리콘 모델보다 더 많은 전류를 전달하고 더 높은 서지 전압을 더 효율적으로 처리할 수 있습니다. 또한 순방향 전압 강하가 낮아 에너지 사용 비용을 절감할 수 있을 뿐만 아니라 디바이스 자체의 온도를 낮추는 데도 도움이 됩니다.

쇼트키 다이오드는 금속 접촉부와 가볍게 도핑된 실리콘 층의 두 부분으로 구성된 반도체 소자입니다. 양전압을 가하면 정전기장을 통해 금속 접점의 전자가 실리콘으로 주입되는 전기장이 형성되고 광전 효과를 활용하여 일반 P-N 접합 다이오드보다 훨씬 더 빠르게 다수 캐리어를 자유 전자로 변환합니다.

이 전기 회로는 모터나 LED와 같은 장치를 정기적으로 켜고 끌 때 순방향 전압 강하를 매우 최소화합니다. 순방향 전압 강하가 낮으면 더 높은 주파수로 작동할 수 있어 전력 손실을 줄이면서 성능을 개선하고 넓은 온도 범위에서 일정한 전류를 보장할 수 있습니다.