Сайт радиолюбителей Республики Коми.
Новые силовые диоды и диодные сборки на основе карбида кремния.
На главнуюГлавная

В настоящее время на рынке полупроводниковых приборов появились диоды на основе карбида кремния. Карбид кремния является полупроводником с непрямой зонной структурой (т. е. вероятность излучательной рекомбинации в нем небольшая), с шириной запрещенной зоны от 2,39 до 3,3 эВ, которая у него больше по сравнению с Si и GaAs, что означает больший диапазон рабочих температур (теоретически до ~1000°С, практически до 600°С) и малый ток утечки (менее 70 мкА при 200°С). Кроме того, Sic-диоды имеют высокую радиационную стойкость.

Карбид кремния имеет высокую теплопроводность (на уровне меди), что упрощает проблему теплоотвода, снижает тепловое сопротивление кристалла по сравнению с Si в два раза, что обусловливает их перспективное использование в силовой электронике и является более перспективным материалом по сравнению с GaN для создания мощных приборов.

Силовые приборы на основе SiC применяются в устройствах средней (1…10 кВт) и большой мощности (10 кВт…1 МВт), а также в устройствах, работающих при высоких значениях температуры и радиации: для скважинных устройств, для автомобилестроения, турбин, для атомных и космических систем.

Рис.1.

У силового выпрямительного диода на основе SiC практически отсутствуют обратные токи при комнатной температуре благодаря большой ширине запрещенной зоны. Он имеет большое быстродействие и высокие рабочие температуры, но на протяжении срока службы эти характеристики ухудшаются: увеличиваются токи утечки, снижается пробивное напряжение при обратном включении и увеличивается сопротивление диода в прямом направлении. От этих недостатков свободен SiC-диод Шоттки. Промышленный выпуск мощных SiC-приборов стал возможным при наличии высококачественных подложек.

В связи с тем что у диодов на основе SiC полностью отсутствует эффект накопления заряда в n-области, потери (например, в источниках питания) можно снизить до 30…40%, а в корректорах мощности — до 60%. Благодаря положительному температурному коэффициенту прямого падения напряжения (в отличие от кремниевых диодов) диоды можно включать параллельно без дополнительных выравнивающих цепей.

Рис.2.

На рис. 1 показана зависимость прямого падения напряжения от прямого тока для диодов на основе SiC и Si при температурах 25°С и 150°С. На рисунке видно, что прямое падение напряжения ниже у SiC-диода при Tn=25°C, но значения падения напряжения приблизительно совпадают при Tn=50…70°С.

На рис. 2 показаны зависимости заряда обратного восстановления Qrr для Si-диода и емкостного заряда Qc от скорости спада тока di/dt через диод. Значение емкостного заряда Qc практически не зависит от di/dt, а Qrr увеличивается и, соответственно, растут потери на высоких частотах.

Необходимо отметить, что форма тока через SiC-диод Шоттки при включении имеет характер слабого переходного процесса, амплитуда которого не зависит от температуры, а у быстродействующего Si-диода (FRED) имеется ярко выраженный эффект обратного восстановления, причем амплитуда тока и временной интервал его протекания имеют существенную температурную зависимость.

Рис.3.

В таблице приведен перечень и электропараметры доступных в настоящее время диодов и диодных сборок Шоттки с кристаллами из SiC. На рис. 3 показаны исполнения (корпуса) этих приборов.

Основные электропараметры диодов и диодных сборок Шоттки на основе SiC

Таблица 1

Тип

Uобр, и, п, В

Iпр, ср, А (I*п р и, А)

Uпр, и (при Iпр, ср), В

Iобр, и (при Uобр, и, п), мА

Сg, пФ (f =1 мГц)

Епав, мДж (при L =100 мГн)

Корпус

Аналог

Тс = 25°С

Тс = 125°С

Тс= -60°С

Тс = 25°С

Тс = 125°С

Тс = -60°С

ДДШ1

600

10 (5,0)

2

2,5

1,9

0,2

1

0,2

65

8

КТ-97В

CSD10060

ДДШ2

600

2Ч20, 100*

1,8

2,4

1,5

0,4

2

0,4

130

16

КТ-28А-2.01

ДДШ4

600

2Ч30, 150*

1,8

2,4

1,5

0,5

3

0,5

190

24

КТ-94

ДДШ6

1200

10, 50*

1,8

3

1,5

0,2

1

0,2

75

8

КТ-93

CSD10120

ДДШ7

600

20, 100*

2

2,5

1,9

0,4

2

0,4

130

16

КТ-97В

CSD20060

М2ДШ-100-12

1200

50

1,8 (50 А)

3 (50 А)

0,2 (1200В)

1

Анатолий Нефедов

РС11-2007

На главнуюГлавная
Rambler's Top100 Rambler's Top100 захват для бордюра . Бывает нужна справка на оружие, тогда можно обратиться к нам. setmed.ru
Hosted by uCoz