logo
Blogue

Detalhes do Blog

Created with Pixso. Casa Created with Pixso. Blogue Created with Pixso.

Existem 8 razões pelas quais os diodos de carboneto de silício são melhores que os diodos de silício

Existem 8 razões pelas quais os diodos de carboneto de silício são melhores que os diodos de silício

2023-08-04

1--Na mesma tensão nominal, os diodos de SiC ocupam menos espaço que os de Si

 

A força do campo de ruptura dielétrica do SiC é cerca de 10 vezes maior do que a dos dispositivos à base de silício e, a uma determinada tensão de corte, a camada de deriva do SiC é mais fina e a concentração de dopagem é maior do que a dos dispositivos à base de silício, então a resistividade do SiC é menor e a condutividade é melhor.Isso significa que, na mesma tensão nominal, o chip SiC é menor que seu equivalente em silício.Um benefício adicional de usar um chip menor é que a capacitância inerente e a carga associada do dispositivo são menores para uma determinada corrente e tensão nominal.Combinado com a maior velocidade de saturação de elétrons do SiC, isso permite velocidades de comutação mais rápidas e menores perdas do que os dispositivos baseados em Si.

 

2--diodos iC têm melhor desempenho de dissipação de calor

 

A condutividade térmica do SiC é quase 3,5 vezes a dos dispositivos baseados em Si, portanto, dissipa mais energia (calor) por unidade de área.Embora a embalagem possa ser um fator limitante durante a operação contínua, o SiC oferece uma grande margem de vantagem e ajuda a projetar aplicações que são vulneráveis ​​a eventos térmicos transitórios.Além disso, a resistência a altas temperaturas significa que os diodos de SiC têm maior durabilidade e confiabilidade sem o risco de fuga térmica.

 

3--Os diodos SiC unipolares não possuem uma carga armazenada que desacelera e reduz a eficiência

 

Os diodos SiC são dispositivos semicondutores Schott unipolares nos quais apenas a maioria dos portadores de carga (elétrons) pode transportar corrente.Isso significa que, quando o diodo é polarizado diretamente, a camada de depleção da junção quase não armazena carga.Em contraste, os diodos de silício de junção PN são diodos bipolares e armazenam cargas que devem ser removidas durante a polarização reversa.Isso resulta em um pico de corrente reversa, de modo que o diodo (e quaisquer transistores e buffers de comutação associados) tenha uma perda de energia maior, enquanto a perda de energia aumenta com a frequência de comutação.Os diodos SiC produzem picos de corrente reversa na polarização reversa devido à sua descarga capacitiva inerente, mas seus picos ainda são uma ordem de grandeza menor do que os diodos de junção PN, o que significa menor consumo de energia para o diodo e o transistor de comutação correspondente.

 

4--A queda de tensão direta e a corrente de fuga reversa dos diodos SiC correspondem à do Si

 

A queda de tensão direta máxima dos diodos de SiC é comparável à dos diodos de Si ultrarrápidos e ainda está melhorando (há uma pequena diferença em classificações de tensão de corte mais altas).Apesar de ser um diodo do tipo Schottky, a corrente de fuga reversa e o consumo de energia resultante dos diodos de SiC de alta tensão são relativamente baixos na polarização reversa, semelhantes aos diodos de Si ultrafinos nos mesmos níveis de tensão e corrente.Uma vez que o diodo de SiC não tem o efeito de recuperação de carga reversa, qualquer pequena diferença de potência entre o diodo de SiC e o diodo de Si ultrafino devido à queda de tensão direta e às mudanças na corrente de fuga reversa é mais do que compensada pela redução da perda dinâmica de SiC.

últimas notícias da empresa sobre Existem 8 razões pelas quais os diodos de carboneto de silício são melhores que os diodos de silício  0últimas notícias da empresa sobre Existem 8 razões pelas quais os diodos de carboneto de silício são melhores que os diodos de silício  1

 

5--A corrente de recuperação do diodo SiC é relativamente estável em sua faixa de temperatura operacional, o que pode reduzir o consumo de energia

 

A corrente de recuperação e o tempo de recuperação dos diodos de silício variam muito com a temperatura, o que aumenta a dificuldade de otimização do circuito, mas essa mudança não existe nos diodos de SiC.Em alguns circuitos, como o estágio de correção do fator de potência "interruptor rígido", um diodo de silício atuando como um retificador de impulso pode controlar a perda da polarização direta em alta corrente para a polarização reversa de uma entrada CA monofásica típica (geralmente cerca de Tensão de barramento 400V D).As características dos diodos SiC podem melhorar significativamente a eficiência de tais aplicações e simplificar as considerações de projeto para os projetistas de hardware.

 

6--diodos SiC podem ser conectados em paralelo sem o risco de fuga térmica

 

Os diodos de SiC também têm a vantagem sobre os diodos de Si de poderem ser conectados em paralelo porque sua queda de tensão direta tem um coeficiente de temperatura positivo (na região relevante para a aplicação da curva IV), o que ajuda a corrigir todos os fluxos desiguais de corrente.Em contraste, quando os dispositivos são conectados em paralelo, o coeficiente de temperatura negativo do diodo SiP-N pode levar a uma fuga térmica, exigindo o uso de redução significativa ou circuitos ativos adicionais para forçar o dispositivo a atingir a equalização de corrente.

 

7--A compatibilidade eletromagnética (EMI) dos diodos SiC é melhor que a do Si

 

Outra vantagem do recurso de comutação suave do diodo SiC é que ele pode reduzir significativamente a EMI.Quando os diodos de Si são usados ​​como retificadores de comutação, os picos potencialmente rápidos nas correntes de recuperação reversa (e seu amplo espectro) podem levar à condução e emissão de radiação.Essas emissões criam interferência no sistema (através de vários caminhos de acoplamento) que podem exceder os limites de EMI do sistema.Nessas frequências, a filtragem pode ser complicada devido a esse acoplamento espúrio.Além disso, os filtros EMI projetados para atenuar frequências fundamentais de comutação e frequências harmônicas baixas (geralmente abaixo de 1MHz) normalmente têm uma capacitância inerente relativamente alta, o que reduz seu efeito de filtragem em frequências mais altas.Os buffers podem ser usados ​​em diodos de Si de recuperação rápida para limitar as taxas de borda e suprimir as oscilações, reduzindo assim o estresse em outros dispositivos e reduzindo a EMI.No entanto, o buffer dissipa muita energia, o que reduz a eficiência do sistema.

 

8--A perda de energia de recuperação direta do diodo SiC é menor que a do Si

 

Nos diodos de Si, a fonte de perda de energia da recuperação direta é frequentemente negligenciada.Durante a transição do estado ligado do estado desligado, a queda de tensão do diodo aumenta temporariamente, resultando em overshoot, toque e perdas adicionais associadas à menor condutividade inicial da junção PN.No entanto, os diodos de SiC não têm esse efeito, portanto, não há necessidade de se preocupar com perdas de recuperação direta.

bandeira
Detalhes do Blog
Created with Pixso. Casa Created with Pixso. Blogue Created with Pixso.

Existem 8 razões pelas quais os diodos de carboneto de silício são melhores que os diodos de silício

Existem 8 razões pelas quais os diodos de carboneto de silício são melhores que os diodos de silício

2023-08-04

1--Na mesma tensão nominal, os diodos de SiC ocupam menos espaço que os de Si

 

A força do campo de ruptura dielétrica do SiC é cerca de 10 vezes maior do que a dos dispositivos à base de silício e, a uma determinada tensão de corte, a camada de deriva do SiC é mais fina e a concentração de dopagem é maior do que a dos dispositivos à base de silício, então a resistividade do SiC é menor e a condutividade é melhor.Isso significa que, na mesma tensão nominal, o chip SiC é menor que seu equivalente em silício.Um benefício adicional de usar um chip menor é que a capacitância inerente e a carga associada do dispositivo são menores para uma determinada corrente e tensão nominal.Combinado com a maior velocidade de saturação de elétrons do SiC, isso permite velocidades de comutação mais rápidas e menores perdas do que os dispositivos baseados em Si.

 

2--diodos iC têm melhor desempenho de dissipação de calor

 

A condutividade térmica do SiC é quase 3,5 vezes a dos dispositivos baseados em Si, portanto, dissipa mais energia (calor) por unidade de área.Embora a embalagem possa ser um fator limitante durante a operação contínua, o SiC oferece uma grande margem de vantagem e ajuda a projetar aplicações que são vulneráveis ​​a eventos térmicos transitórios.Além disso, a resistência a altas temperaturas significa que os diodos de SiC têm maior durabilidade e confiabilidade sem o risco de fuga térmica.

 

3--Os diodos SiC unipolares não possuem uma carga armazenada que desacelera e reduz a eficiência

 

Os diodos SiC são dispositivos semicondutores Schott unipolares nos quais apenas a maioria dos portadores de carga (elétrons) pode transportar corrente.Isso significa que, quando o diodo é polarizado diretamente, a camada de depleção da junção quase não armazena carga.Em contraste, os diodos de silício de junção PN são diodos bipolares e armazenam cargas que devem ser removidas durante a polarização reversa.Isso resulta em um pico de corrente reversa, de modo que o diodo (e quaisquer transistores e buffers de comutação associados) tenha uma perda de energia maior, enquanto a perda de energia aumenta com a frequência de comutação.Os diodos SiC produzem picos de corrente reversa na polarização reversa devido à sua descarga capacitiva inerente, mas seus picos ainda são uma ordem de grandeza menor do que os diodos de junção PN, o que significa menor consumo de energia para o diodo e o transistor de comutação correspondente.

 

4--A queda de tensão direta e a corrente de fuga reversa dos diodos SiC correspondem à do Si

 

A queda de tensão direta máxima dos diodos de SiC é comparável à dos diodos de Si ultrarrápidos e ainda está melhorando (há uma pequena diferença em classificações de tensão de corte mais altas).Apesar de ser um diodo do tipo Schottky, a corrente de fuga reversa e o consumo de energia resultante dos diodos de SiC de alta tensão são relativamente baixos na polarização reversa, semelhantes aos diodos de Si ultrafinos nos mesmos níveis de tensão e corrente.Uma vez que o diodo de SiC não tem o efeito de recuperação de carga reversa, qualquer pequena diferença de potência entre o diodo de SiC e o diodo de Si ultrafino devido à queda de tensão direta e às mudanças na corrente de fuga reversa é mais do que compensada pela redução da perda dinâmica de SiC.

últimas notícias da empresa sobre Existem 8 razões pelas quais os diodos de carboneto de silício são melhores que os diodos de silício  0últimas notícias da empresa sobre Existem 8 razões pelas quais os diodos de carboneto de silício são melhores que os diodos de silício  1

 

5--A corrente de recuperação do diodo SiC é relativamente estável em sua faixa de temperatura operacional, o que pode reduzir o consumo de energia

 

A corrente de recuperação e o tempo de recuperação dos diodos de silício variam muito com a temperatura, o que aumenta a dificuldade de otimização do circuito, mas essa mudança não existe nos diodos de SiC.Em alguns circuitos, como o estágio de correção do fator de potência "interruptor rígido", um diodo de silício atuando como um retificador de impulso pode controlar a perda da polarização direta em alta corrente para a polarização reversa de uma entrada CA monofásica típica (geralmente cerca de Tensão de barramento 400V D).As características dos diodos SiC podem melhorar significativamente a eficiência de tais aplicações e simplificar as considerações de projeto para os projetistas de hardware.

 

6--diodos SiC podem ser conectados em paralelo sem o risco de fuga térmica

 

Os diodos de SiC também têm a vantagem sobre os diodos de Si de poderem ser conectados em paralelo porque sua queda de tensão direta tem um coeficiente de temperatura positivo (na região relevante para a aplicação da curva IV), o que ajuda a corrigir todos os fluxos desiguais de corrente.Em contraste, quando os dispositivos são conectados em paralelo, o coeficiente de temperatura negativo do diodo SiP-N pode levar a uma fuga térmica, exigindo o uso de redução significativa ou circuitos ativos adicionais para forçar o dispositivo a atingir a equalização de corrente.

 

7--A compatibilidade eletromagnética (EMI) dos diodos SiC é melhor que a do Si

 

Outra vantagem do recurso de comutação suave do diodo SiC é que ele pode reduzir significativamente a EMI.Quando os diodos de Si são usados ​​como retificadores de comutação, os picos potencialmente rápidos nas correntes de recuperação reversa (e seu amplo espectro) podem levar à condução e emissão de radiação.Essas emissões criam interferência no sistema (através de vários caminhos de acoplamento) que podem exceder os limites de EMI do sistema.Nessas frequências, a filtragem pode ser complicada devido a esse acoplamento espúrio.Além disso, os filtros EMI projetados para atenuar frequências fundamentais de comutação e frequências harmônicas baixas (geralmente abaixo de 1MHz) normalmente têm uma capacitância inerente relativamente alta, o que reduz seu efeito de filtragem em frequências mais altas.Os buffers podem ser usados ​​em diodos de Si de recuperação rápida para limitar as taxas de borda e suprimir as oscilações, reduzindo assim o estresse em outros dispositivos e reduzindo a EMI.No entanto, o buffer dissipa muita energia, o que reduz a eficiência do sistema.

 

8--A perda de energia de recuperação direta do diodo SiC é menor que a do Si

 

Nos diodos de Si, a fonte de perda de energia da recuperação direta é frequentemente negligenciada.Durante a transição do estado ligado do estado desligado, a queda de tensão do diodo aumenta temporariamente, resultando em overshoot, toque e perdas adicionais associadas à menor condutividade inicial da junção PN.No entanto, os diodos de SiC não têm esse efeito, portanto, não há necessidade de se preocupar com perdas de recuperação direta.