Silisiumkarbid (SiC) er en inert kjemisk forbindelse med egenskaper som ligner p\u00e5 halvledere. Ved \u00e5 tilsette n\u00f8ye utvalgte urenheter kan SiC lettere omdannes til \u00e5 oppf\u00f8re seg som en halvleder enn tradisjonelt silisium. SiCs brede b\u00e5ndgap gj\u00f8r det mulig \u00e5 flytte elektrisk energi mer effektivt enn silisium.<\/p>\n
SiC-transistorer har betydelige fordeler sammenlignet med IGBT- og silisium-MOSFET-transistorer, blant annet h\u00f8yere blokkeringsspenninger, redusert on-state-motstand og bedre temperaturytelse sammenlignet med sine motstykker, noe som gj\u00f8r det mulig \u00e5 realisere str\u00f8momformerl\u00f8sninger som tidligere var umulige eller upraktiske.<\/p>\n
Silisiumkarbid (SiC), med sin overlegne elektriske feltstyrke, gj\u00f8r det mulig \u00e5 bruke krafthalvledere som leverer mye h\u00f8yere spenning enn de silisiumbaserte motstykkene. Dette gir flere fordeler som gj\u00f8r SiC til et attraktivt valg for neste generasjons kraftkomponenter.<\/p>\n
En av de viktigste fordelene med kraftelektronikkomponenter laget av silisiumnanotr\u00e5d er at de t\u00e5ler forbig\u00e5ende spenningstopper, eller stress, uten at det oppst\u00e5r uforutsigbar ledning og potensielt katastrofale feil. Dette gj\u00f8r at disse kraftelektronikkomponentene kan klassifiseres mye h\u00f8yere enn tilsvarende komponenter i silisium, for eksempel IGBT-transistorer (Insulated Gate Bipolar Transistors) og standard MOSFET-enheter.<\/p>\n
SiC er kjent for \u00e5 skape enheter med mye lavere p\u00e5-motstand enn sine motstykker i silisium, p\u00e5 grunn av den h\u00f8ye blokkeringsspenningen. Dette oppn\u00e5s ved \u00e5 utnytte hurtigkoblende unipolare enheter i stedet for konvensjonelle bipolare IGBT-transistorer (Insulated Gate Bipolar Transistors), noe som gir raskere koblingsfrekvens og lavere str\u00f8mforbruk og dermed st\u00f8rre energibesparelser for sluttbrukerne.<\/p>\n
SiC MOSFET-er gj\u00f8r ogs\u00e5 dette mulig p\u00e5 grunn av den h\u00f8ye str\u00f8mtettheten, som kan \u00f8kes ved bruk av skadede termineringslag som forbedrer kontureringen av utarmingslaget og reduserer de elektriske feltene i enhetene. I tillegg bidrar et n-dopet kanalomr\u00e5de som strekker seg fra kildeomr\u00e5det til kanalinnsatsen, til lav p\u00e5-motstand i enhetene.<\/p>\n
SiC-str\u00f8mforsyninger har sv\u00e6rt tynne driftlag, noe som ytterligere bidrar til \u00e5 redusere p\u00e5-motstanden per arealenhet. Motstandskomponentene i den totale p\u00e5sl\u00e5ingsmotstanden bestemmes av dopingkonsentrasjonen og tykkelsen p\u00e5 driftlaget, s\u00e5 hvis man reduserer begge deler, kan man redusere den totale p\u00e5motstanden i enhetene betydelig. SiC er et ideelt materiale for \u00e5 skape nye generasjoner av kraftkomponenter med uovertruffen spennings-, str\u00f8m- og energieffektivitet - for eksempel Schottky-dioder, PiN-dioder og hybride IGBT\/MOSFET-er som gir imponerende spennings-, str\u00f8m- og energieffektivitet i bruksomr\u00e5der der det er n\u00f8dvendig med h\u00f8yspennings-\/h\u00f8ytemperaturdrift. Dette gj\u00f8r SiC til et uvurderlig materiale n\u00e5r det brukes i krafthalvlederapplikasjoner som krever drift ved h\u00f8yere spennings-\/temperaturforhold.<\/p>\n
Silisiumkarbid er velkjent for sin hardhet og bruk som slipemiddel i produksjon av industrielle verkt\u00f8y som bremseskiver til kj\u00f8ret\u00f8y, sm\u00f8remidler til biler og diamanterstatninger, men i den senere tid har det ogs\u00e5 blitt et innovativt halvledermateriale med egenskaper som kan gi nye ytelsesniv\u00e5er i ulike elektroniske kretsdesign. En av disse egenskapene er at det t\u00e5ler ekstremt h\u00f8ye spenninger, noe som gj\u00f8r det velegnet til bruk i kraftelektronikk.<\/p>\n
SiCs kritiske elektriske feltstyrke er omtrent ti ganger s\u00e5 h\u00f8y som for tradisjonell silisiumteknologi, noe som gj\u00f8r det mulig \u00e5 produsere SiC MOSFET-er med driftsspenninger p\u00e5 opptil 1,5 kV - noe som langt overg\u00e5r det som kan oppn\u00e5s med konvensjonelle IGBT-er eller bipolare transistorer.<\/p>\n
En viktig egenskap ved silisiumkarbid, som gj\u00f8r at enheter konstruert av dette materialet t\u00e5ler h\u00f8yere spenninger, er at det har en betydelig lavere p\u00e5-motstand enn silisium. Dette gj\u00f8r det mulig \u00e5 sl\u00e5 av og p\u00e5 ved lavere str\u00f8mniv\u00e5er, noe som gir mindre varmespredning og bedre effektivitet.<\/p>\n
Silisiumkarbidtransistorer har lav p\u00e5-motstand fordi materialet har ekstremt h\u00f8y varmeledningsevne, noe som gj\u00f8r at det kan lede bort varme mer effektivt enn silisium og dermed muliggj\u00f8re h\u00f8yspenningsapplikasjoner uten \u00e5 m\u00e5tte bekymre seg for varmeskader som kan g\u00e5 p\u00e5 bekostning av bruken.<\/p>\n
SiC MOSFET-er skiller seg ut som overlegne enheter p\u00e5 grunn av raskere koblingshastigheter og lavere tap p\u00e5 systemniv\u00e5, noe som bidrar til \u00e5 \u00f8ke effektiviteten ved energiomforming ved h\u00f8yere frekvenser.<\/p>\n
Silisiumkarbid har revolusjonert kraftelektronikken med sin kombinasjon av fordeler, og gir enheter som kan \u00f8ke energieffektiviteten og effekttettheten for motorstyring, omformere og str\u00f8mforsyninger. Wolfspeed tilbyr 1000 V MOSFET-er i silisiumkarbid som er spesielt optimalisert for hurtigkoblingsapplikasjoner, noe som gj\u00f8r dem egnet for elbiler, industrielle str\u00f8mforsyninger, solenergisystemer og applikasjoner for fornybar energi.<\/p>\n
I kraftelektronikkapplikasjoner er man ofte avhengig av transistorer i silisiumkarbid, som kan brukes ved h\u00f8ye temperaturer for \u00e5 oppn\u00e5 maksimal systemeffektivitet. Dette gj\u00f8r det mulig for konstrukt\u00f8rer \u00e5 bruke enheter ved temperaturer, spenninger og frekvenser som ellers ville v\u00e6rt umulig med tradisjonelle silisiumbaserte halvledere. Resultatet er at silisiumkarbid gj\u00f8r det mulig \u00e5 konstruere enheter med redusert energitap, h\u00f8yere koblingsfrekvenser, lavere totalt effektforbruk og h\u00f8yere systemeffektivitet enn noen gang tidligere.<\/p>\n
SiC har eksepsjonelle materialegenskaper som gj\u00f8r det mulig \u00e5 fylle denne rollen ved \u00e5 kombinere h\u00f8y blokkeringsspenning med lav innkoblingsmotstand i en unipolar enhet, noe som gj\u00f8r den egnet for l\u00f8sninger som krever raske koblingstider i h\u00f8yeffektsmilj\u00f8er. Ved \u00e5 oppn\u00e5 en slik ytelse i en unipolar halvleder kan man ogs\u00e5 eliminere IGBT-er eller bipolare transistorer helt og holdent, noe som gir betydelige fordeler for applikasjonsdesignere over hele verden.<\/p>\n
Silisiumkarbid har et bredt b\u00e5ndgap som gj\u00f8r at komponentene kan kj\u00f8re mer effektivt ved h\u00f8yere driftstemperaturer. Sammenlignet med konvensjonelt silisium, som vanligvis har en b\u00e5ndgap p\u00e5 rundt 1,12 eV, kan silisiumkarbid skilte med mer enn tre ganger s\u00e5 h\u00f8ye verdier p\u00e5 rundt 3,26 eV, noe som betyr at silisiumkarbidkomponenter kan h\u00e5ndtere over ti ganger s\u00e5 h\u00f8ye effektniv\u00e5er, doble spenningsniv\u00e5er og fire ganger s\u00e5 h\u00f8y frekvens sammenlignet med sine silisiumbaserte motstykker.<\/p>\n
Silisiumkarbid kan brukes ved h\u00f8ye temperaturer, noe som gj\u00f8r det egnet for mer krevende industri- og transportapplikasjoner, der p\u00e5liteligheten til elektrisk utstyr er av st\u00f8rste betydning. Forskning p\u00e5 varmebestandige integrerte logiske kretser laget av silisiumkarbid kan gj\u00f8re det mulig for sensorer i jetmotorer, oljebr\u00f8nner, dype romferder og andre milj\u00f8er \u00e5 behandle data raskere og mer p\u00e5litelig enn tradisjonelle enheter uten lange ledninger som kan g\u00e5 i stykker, eller komplekse kj\u00f8lemekanismer.<\/p>\n
Det er utfordrende \u00e5 produsere silisiumkarbidbrikker av h\u00f8y kvalitet p\u00e5 grunn av hvordan det krystalliserer i flere polytyper. Det er sv\u00e6rt krevende \u00e5 produsere store enkeltkrystallskiver for SiC-baserte kraftkomponenter, men det er mulig ved hjelp av avanserte ALD-vekstprosesser (Atomic Layer Deposition).<\/p>\n
En viktig faktor for vellykket ytelse for SiC-enheter med h\u00f8y temperatur er \u00e5 kontrollere b\u00e5de konsentrasjonen og fordelingen av urenheter, som p\u00e5virker b\u00e5de de elektrotermiske egenskapene og gjennomslagsspenningskapasiteten. EAG Laboratories har inng\u00e5ende kunnskap om silisiumkarbidmaterialer, med ekspertise i \u00e5 utf\u00f8re b\u00e5de bulk- og romlig oppl\u00f8ste analyseteknikker for \u00e5 verifisere riktig dopingkonsentrasjon\/-distribusjon for \u00e5 oppn\u00e5 maksimal ytelse p\u00e5 enheten.<\/p>\n
Silisiumkarbid (SiC) er et nytt halvledermateriale med bredt b\u00e5ndgap som vurderes som et alternativ til silisium i kraftelektronikk, s\u00e6rlig i kraftomformere og instrumenter som brukes i elektriske kj\u00f8ret\u00f8y eller romsonder (Mantooth, Zetterling og Rusu). SiCs brede b\u00e5ndgap gj\u00f8r det mulig \u00e5 utkonkurrere tradisjonelt silisium p\u00e5 mange omr\u00e5der, samtidig som det gir spesifikke fordeler i forhold til den billigere konkurrenten. Silisium er generelt det foretrukne halvledermaterialet i kraftelektronikk, men SiC har flere klare fordeler som rettferdiggj\u00f8r de h\u00f8yere kostnadene i krevende anvendelser, for eksempel i kraftomformere i landbaserte elektriske kj\u00f8ret\u00f8yer eller romutforskningsutstyr (Mantooth, Zetterling og Rusu).<\/p>\n
Silisiumkarbidkomponenter utkonkurrerte tilsvarende silisiumkomponenter ved \u00e5 fungere ved h\u00f8yere temperaturer, ha st\u00f8rre blokkeringsspenning og gi reduserte koblingstap. I tillegg muliggjorde den h\u00f8ye frekvensen raskere koblingsfrekvenser, noe som til syvende og sist reduserte st\u00f8rrelsen og vekten p\u00e5 komponenter og systemer og forbedret effekttettheten. SiC-transistorenes lave koblingstap gj\u00f8r at de s\u00f8ml\u00f8st kan innlemmes i eksisterende design uten at det kreves st\u00f8rre omkonstruksjoner, noe som gir raskere utviklingstider og samtidig bidrar til \u00e5 redusere materialkostnadene betydelig.<\/p>\n
Svitsjetap skyldes spenningsfall og gjenopprettingstider i MOSFET-dioder n\u00e5r str\u00f8mkonverteringsenheter sl\u00e5s av eller p\u00e5, noe som f\u00f8rer til at mye energi g\u00e5r til spille. SiC-enheter gir betydelig reduserte koblingstap og h\u00f8yere effektivitet sammenlignet med tilsvarende enheter i silisium, og kan derfor brukes i nye str\u00f8mkonverteringsdesign.<\/p>\n
N-kanals SiC MOSFET-er med forsterkningsmodus er konstruert og behandlet p\u00e5 samme m\u00e5te som sine motstykker i silisium, med tilsvarende ytelse for mange str\u00f8mkonverteringsapplikasjoner. De kan enkelt integreres i konvensjonelle AC\/DC-omformertopologier, samtidig som de passer godt sammen med SiC-dioder for \u00e5 \u00f8ke p\u00e5liteligheten og redusere de totale systemtapene.<\/p>\n
UnitedSiCs tiln\u00e6rming til ytelsesoptimalisering omfatter optimalisering av enhetsstruktur, parasitter og gate on-off-motstand for \u00e5 kunne levere en effektiv l\u00f8sning som er kompatibel med eksisterende designflyter. Ved \u00e5 bruke sm\u00e5 snubbere og optimalisere gate on-off-motstandene har de klart \u00e5 oppn\u00e5 bedre kontroll over dV\/dt, overshoots og ringing enn det som ellers ville v\u00e6rt mulig bare ved \u00e5 \u00f8ke gatemotstanden alene.<\/p>","protected":false},"excerpt":{"rendered":"
Silisiumkarbid (SiC) er en inert kjemisk forbindelse med egenskaper som ligner p\u00e5 halvledere. Ved \u00e5 tilsette n\u00f8ye utvalgte urenheter kan SiC lettere omdannes til \u00e5 oppf\u00f8re seg som en halvleder enn tradisjonelt silisium. SiCs brede b\u00e5ndgap gj\u00f8r det mulig \u00e5 flytte elektrisk energi mer effektivt enn silisium. SiC-transistorer gir betydelige fordeler i forhold til IGBT-er og ...<\/p>\n