ROHM SiC 碳化硅 功率半导体介绍

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1、SiC功率半导体介绍Confidentialc2009ROHMCo.,Ltd.AllRightsReserved2作为功率半导体SiC的魅力，优点与其他材料的对比半导体材料SiSiCGaN钻石能带隙(eV)1.123.263.425.47电子移动度(cm2/Vs)1350100015002000绝缘击穿电场(MV/cm)0.32.838物性数据饱和漂移速度(cm/s)1.0x1072.2x1072.4x1072.5x107热传导率(W/cmK)1.54.91.320直接迁移or间接迁移间接间接直接间接Johnson的性能指数14205804400性能指

2、数Baliga的性能指数147085013000P型价电子控制○○△○制作技术N型价电子控制○○○×热酸化○○××GaN的物性数据好(特别适合光学用途)，作为功率器件用途时，器件的制作技术难点多，综合比较不如SiC。钻石是终极半导体，有着凌驾SiC和GaN的出色的物性,不过，制作技术过程中有很多问题，现在暂时不考虑实用化。Confidentialc2009ROHMCo.,Ltd.AllRightsReservedR-TR-100707-JJ3特性与优势反向恢复时间小,Rds(on)可以超高速开关，大大提高产极小品效率，减小散热设备体积可以实现设备小型化

3、，（如电高频特性好动汽车充电器）可在高压下稳定工作（高速列耐高压车，电力等）可在高温环境下稳定使用（电温度特性好动汽车等）Confidentialc2009ROHMCo.,Ltd.AllRightsReservedR-TR-100707-JJ【参考】PFC电路Confidential4・无PFC电电流路电压Main电路：SW电源电流电压+IC因为AC(商用)直接影响Main电路(SW电源)的开关，所以会发生高次谐波和电流顶峰的问题。电流电压・有PFC电路PFC电路：升压+直流化Main电路：SW电源电流电压+ICICMain电路(SW电源)输入直流。从

4、AC(商用)，电压/电流被整流后输入。Confidentialc2009ROHMCo.,Ltd.AllRightsReservedR-TR-100707-JJPFC电路SiC-SBD的优点Confidential5・Si-FRDvsSiC-SBD电流电压PFC电路：升压+直流化Main电路：SW电源电流电压+ICICSi-FRDSiC-SBD20010002001000Di電流VDi電流160Di電圧800160Di電圧800120600120600電圧[V]電圧[V]8040080400I损失電流[A]40200電流[A]402000000-40-2

5、00-40-200-80-400-80-40001002003004000100200300400時間[nsec]時間[nsec]顺⇒逆切换时的过渡电流大幅消减恢复损失1/10！SiC-SBD的使用可以使PFC电路高速化。⇒使扼流线圈小型化。Confidentialc2009ROHMCo.,Ltd.AllRightsReservedR-TR-100707-JJPFC电路SiC-SBD的优点(EMI篇）Confidential6・Si-FRDvsSiC-SBDPFC电路：升压+直流Main电路：SW电源化电流电压+ICICSi-FRDSiC-SBD200

6、1000这个部分的di/dt与EMI关系。2001000Di電流VDi電流160Di電圧800电压EMI=L×di/dt160Di電圧800120600120600電圧[V]顺⇒逆切换时的过渡电流大幅消减80400電圧[V]80400I损失恢复损失1/10！電流[A]40200電流[A]402000000-40-200-40-200逆回复时间因为trr变小-80-400-80-40001002003004000100200300400电压EMI＝L×di/dt也变小。時間[nsec]時間[nsec]使用SiC-SBD可使PFC电路的EMI变小。Conf

7、identialc2009ROHMCo.,Ltd.AllRightsReservedR-TR-100707-JJSiCSBD具备优良的高频特性7转换器的高频运作10090（200kHz驱动）80SiC实现电抗器的小型化7060现有的Si器件在10kHz时需要很大的电抗器,（％）50SiC器件可以高频驱动，实现电抗器的小型化Si效率403020SiC在高频下也工作1000100200300400120mm210mm频率（kHz)使用SiC功率半导体重量0.72kg50mm使用Si功率半导体时：重量21Kg40mmConfidentialc2010ROHM

8、Co.,Ltd.AllRightsReservedPFC电路SiC-SBD的优点Confide