您现在的位置:首页 > 新闻资讯 > 新闻资讯 > 电子知识

碳化硅,碳化硅二极管性能特点和主要用途是什么?详解

发布时间:2018-10-31 18:07:06 作者: 浏览:0

1.碳化硅二极管简介

碳化硅管具有强度高、硬度高、耐磨性好、耐高温、耐腐蚀、抗热抗震性好、导热系数大以及抗氧化性好等优胜功能,首要用于中频铸造、各种热处理电炉、冶金、化工、有色金属锻炼等职业,碳化硅保护管广泛用于冶金烧结炉和中 频加热铸造炉,长度可根据现场实际需要定做。

2.碳化硅管特性

碳化硅管是以碳化硅为首要原料,经高温烧成的一种优良碳化硅成品,它具有耐高温、耐腐蚀、导热快、强度高、硬度高、耐磨性好、抗热抗震性好、导热系数大以及抗氧化性好等优胜功能,两头再配以专用的耐高温绝缘套,可有效的避免金属溶液对电热元件(包含硅碳棒、电炉丝等)的腐蚀,各项指标均优于各种石墨成品首要应用于有色金属锻炼,中频铸造、各种热处理电炉、冶金、化工等多种职业。碳化硅保护管导热性、抗氧化性、抗热冲击功能、高温耐磨功能优胜,并有良好的化学稳定性,抗酸才能极强,与强酸强碱不反响。

3.碳化硅管生产技术

该成品以碳化硅为首要原料,经特别技术高温烧成的一种优良碳化硅成品,长度标准可根据客户实际需要定做。

4.碳化硅管首要用途

广泛应用于有色金属锻炼、铝成品除气体系、印染机械、锌铝锻炼及成品加工等职业。

5.碳化硅器件的产业化发展

碳化硅JFET有着高输入阻抗、低噪声和线性度好等特点,是目前发展较快的碳化硅器件之一,并且率先实现了商业化。与MOSFET器件相比,JFET器件不存在栅氧层缺陷造成的可靠性问题和载流子迁移率过低的限制,同时单极性工作特性使其保持了良好的高频工作能力。另外,JFET器件具有更佳的高温工作稳定性和可靠性。碳化硅JFET器件的门极的结型结构使得通常JFET的阈值电压大多为负,即常通型器件,这对于电力电子的应用极为不利,无法与目前通用的驱动电路兼容。美国Semisouth公司和Rutgers大学通过引入沟槽注入式或者台面沟槽结构(TIVJFET)的器件工艺,开发出常断工作状态的增强型器件。但是增强型器件往往是在牺牲一定的正向导通电阻特性的情况下形成的,因此常通型(耗尽型)JFET更容易实现更高功率密度和电流能力,而耗尽型JFET器件可以通过级联的方法实现常断型工作状态。级联的方法是通过串联一个低压的Si基MOSFET来实现。级联后的JFET器件的驱动电路与通用的硅基器件驱动电路自然兼容。级联的结构非常适用于在高压高功率场合替代原有的硅IGBT器件,并且直接回避了驱动电路的兼容问题。

6.碳化硅器件实用化取得突破

碳化硅MOSFE一直是最受瞩目的碳化硅开关管,它不仅具有理想的栅极绝缘特性、高速的开关性能、低导通电阻和高稳定性,而且其驱动电路非常简单,并与现有的电力电子器件(硅功率MOSFET和IGBT)驱动电路的兼容性是碳化硅器件中最好的。

SiCMOSFET器件长期面临的两个主要挑战是栅氧层的长期可靠性问题和沟道电阻问题。其中沟道电阻大导致导通时的损耗大,为减少导通损耗而降低导通电阻和提高栅氧层的可靠性的研发一直在进行。降低导通电阻的方法之一是提高反型沟道的载流子迁移率,减小沟道电阻。为了提高碳化硅MOSFET栅氧层的质量,降低表面缺陷浓度,提高载流子数量和迁移率,一种最通用的办法是实现生长界面的氮注入,也被称为界面钝化,即在栅氧层生长过程结束后,在富氮的环境中进行高温退火,这样可以实现沟道载流子迁移率的提高,从而减小沟道电阻,减小导通损耗。降低导通电阻的方法之二是采用在栅极正下方开掘沟槽的沟槽型栅极结构。目前已经投产的SiCMOSFET都是“平面型”。平面型在为了降低沟道电阻而对单元进行微细化时,容易导致JFET电阻增大的问题,导通电阻的降低方面存在一定的局限性。而沟槽型在构造上不存在JFET电阻。因此,适于降低沟道电阻、减小导通电阻。

碳化硅优势如下:

1.导热功能好,管壁薄(只有几个毫米),因而商品对温度改变反响十分活络;

2.彻底不受腐蚀影响;

3.高温下不会熔化,对金属液没有污染;

4.能够用来熔化富含钠和锶成分的合金;

5.商品的外表不会粘附炉渣,十分简单保护;

6.   耐高温(最高可达1600℃);

7.抗热冲击功能好;

8.商品硬度高,难以折断;

9.性价比高。(使用寿命在半年以上)。

小结

碳化硅电力电子器件在提高电能利用效率和实现电力电子装置的小型化方面将发挥越来越大的优势。碳化硅电力电子器件能提高电能利用的效率,来实现电能损失的减少,因为相对于硅器件,碳化硅器件在降低导通电阻和减小开关损耗等方面具有优势。比如,由二极管和开关管组成的逆变电路中,仅将二极管材料由硅换成碳化硅,逆变器的电能损失就可以降低15~30%左右,如果开关管材料也换成SiC,则电能损失可降低一半以上。利用碳化硅制作的电力电子器件具备三个能使电力转换器实现小型化的特性:更高的开关速度、更低的损耗和更高的工作温度。碳化硅器件能以硅器件数倍的速度进行开关。开关频率越高,电感和电容等储能和滤波部件就越容易实现小型化;电能损失降低,发热量就会相应减少,因此可实现电力转换器的小型化;而在结温方面,硅器件在200°C就达到了极限,而碳化硅器件能在更高结温和环境温度的情况下工作,这样就可以缩小或者省去电力转换器的冷却机构。

随着碳化硅电力电子器件的技术进步,目前碳化硅器件相对于硅器件,不仅有性能的巨大优势,在系统成本上的优势也逐渐显现。碳化硅器件将逐步地展现出其性能和降低系统成本方面的优势。


咨询热线:
0769-82730331
0769-82730221
在线客服