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滤波元件体积模拟射频应用的GaN

发布时间:2020/11/14 15:57:27 访问次数:792

不同于更适合模拟射频应用的GaN,SiC材料在功率器件方面的表现更值得期待。相比于传统硅材料,在相同的功率等级下,选择SiC器件可以让设备中功率器件的数量、散热器的体积、滤波元件体积大大减小,同时效率也有大幅度的提升。这些优势来自于SiC材料更为出色的物理特性。

由于具有比硅宽得多的禁带宽度,SiC具有更高的临界雪崩击穿电场强度和载流子饱和漂移速度、较高的热导率和相差不大的载流子迁移率。在高温特性方面,SiC的晶体结构更为稳定,其能带宽度是硅材料的两倍以上,因此SiC所能承受的温度更高,最大工作温度可到600oC。在高压方面,宽禁带特性让SiC的击穿场比硅强十倍多,因此SiC器件的阻断电压比硅器件高很多。

在高功率密度方面,SiC的热导系数是硅的2.5倍,饱和电子漂移率是硅的2倍,所以SiC器件能在更高的开关频率下工作,并能大幅提高电流密度。SiC器件的导通损耗比Si器件小很多,受温度的影响也更小。

SiC功率器件可以有效实现电力电子系统的高效率、小型化和轻量化。SiC功率器件的能量损耗只有Si器件的50%,发热量只有Si器件的50%。

近年来,由于高温高压和高电流密度应用的迫切需求,SiC器件应用逐渐广泛,随之而来的是制造工艺逐渐成熟,材料价格快速下降,应用范围也进一步扩大,特别是在功率二极管、MOSFET以及晶闸管和绝缘栅双极晶体管(IGBT)等领域,SiC材料的器件几乎笃定将成为新一代主流的低损耗功率器件。

东芝MOSFET与其他公司同类产品的VGSS和Vth对比,东芝半导体很早就将SiC作为功率器件发展尤为重要的未来方向,在这个新兴的功率器件发展跑道上,一方面深耕SiC工艺改进,开发出更多具有出色技术优势的功率器件产品,另一方面则深化器件的低成本,希望逐步将SiC功率器件的性价比提升到硅基器件的水平,从而让更多的设计选择SiC器件。

东芝还将根据市场的需求,不断引入更新的技术指标,借助东芝既有的功率器件研发技术和服务优势,在电源系统设计中的高效功率器件替代方面不断催生新的市场需求,从而将SiC功率器件服务到更广泛的开发者设计需求中。


(素材来源:eccn.如涉版权请联系删除。特别感谢)

不同于更适合模拟射频应用的GaN,SiC材料在功率器件方面的表现更值得期待。相比于传统硅材料,在相同的功率等级下,选择SiC器件可以让设备中功率器件的数量、散热器的体积、滤波元件体积大大减小,同时效率也有大幅度的提升。这些优势来自于SiC材料更为出色的物理特性。

由于具有比硅宽得多的禁带宽度,SiC具有更高的临界雪崩击穿电场强度和载流子饱和漂移速度、较高的热导率和相差不大的载流子迁移率。在高温特性方面,SiC的晶体结构更为稳定,其能带宽度是硅材料的两倍以上,因此SiC所能承受的温度更高,最大工作温度可到600oC。在高压方面,宽禁带特性让SiC的击穿场比硅强十倍多,因此SiC器件的阻断电压比硅器件高很多。

在高功率密度方面,SiC的热导系数是硅的2.5倍,饱和电子漂移率是硅的2倍,所以SiC器件能在更高的开关频率下工作,并能大幅提高电流密度。SiC器件的导通损耗比Si器件小很多,受温度的影响也更小。

SiC功率器件可以有效实现电力电子系统的高效率、小型化和轻量化。SiC功率器件的能量损耗只有Si器件的50%,发热量只有Si器件的50%。

近年来,由于高温高压和高电流密度应用的迫切需求,SiC器件应用逐渐广泛,随之而来的是制造工艺逐渐成熟,材料价格快速下降,应用范围也进一步扩大,特别是在功率二极管、MOSFET以及晶闸管和绝缘栅双极晶体管(IGBT)等领域,SiC材料的器件几乎笃定将成为新一代主流的低损耗功率器件。

东芝MOSFET与其他公司同类产品的VGSS和Vth对比,东芝半导体很早就将SiC作为功率器件发展尤为重要的未来方向,在这个新兴的功率器件发展跑道上,一方面深耕SiC工艺改进,开发出更多具有出色技术优势的功率器件产品,另一方面则深化器件的低成本,希望逐步将SiC功率器件的性价比提升到硅基器件的水平,从而让更多的设计选择SiC器件。

东芝还将根据市场的需求,不断引入更新的技术指标,借助东芝既有的功率器件研发技术和服务优势,在电源系统设计中的高效功率器件替代方面不断催生新的市场需求,从而将SiC功率器件服务到更广泛的开发者设计需求中。


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