Ưu điểm và nhược điểm của thiết bị điện silicon carbide

Thuận lợi:

1. Điện trở cao: Điện trường đánh thủng quan trọng cao tới 2MV/cm (4H-SiC), do đó có điện trở cao hơn (gấp 10 lần so với Si).

2. Tản nhiệt dễ dàng: Do vật liệu SiC có độ dẫn nhiệt cao hơn (gấp ba lần Si), tản nhiệt dễ dàng hơn và thiết bị có thể hoạt động ở nhiệt độ môi trường cao hơn. Về mặt lý thuyết, các thiết bị nguồn SiC có thể hoạt động ở nhiệt độ mối nối là 175 độ, do đó kích thước của bộ tản nhiệt có thể giảm đáng kể.

3. Tổn thất dẫn điện và tổn thất chuyển mạch thấp: Vật liệu SiC có tốc độ bão hòa electron gấp đôi Si, làm cho các thiết bị SiC có điện trở bật rất thấp (1/100 trong Si), tổn thất dẫn điện thấp; Vật liệu SiC có băng thông gấp ba lần Si, dòng rò rỉ giảm đi vài bậc độ lớn so với thiết bị Si, có thể giảm tổn thất điện năng của thiết bị nguồn; không có hiện tượng kéo theo dòng điện trong quá trình tắt, tổn thất chuyển mạch thấp, có thể giảm tổn thất điện năng của thiết bị nguồn; không có hiện tượng kéo theo dòng điện trong quá trình tắt, tổn thất chuyển mạch thấp. Không có dòng điện kéo theo trong quá trình tắt, tổn thất chuyển mạch thấp và tần số chuyển mạch có thể tăng đáng kể cho các ứng dụng thực tế (gấp 10 lần Si).

4. Có thể giảm kích thước của mô-đun nguồn: do mật độ dòng điện cao của thiết bị (như sản phẩm Infineon lên đến 700A/cm), ở cùng mức công suất, kích thước gói mô-đun nguồn toàn SiC (SiC MOSFETSiC SBD) nhỏ hơn đáng kể so với mô-đun nguồn Si IGBT.

Nhược điểm chính: Nhược điểm chính của diode Schottky là dòng điện ngược tương đối cao. Do mối nối kim loại-bán dẫn, nó dễ bị rò rỉ dòng điện hơn khi điện áp được kết nối theo hướng ngược lại. Ngoài ra, diode Schottky có xu hướng có điện áp ngược tối đa thấp. Chúng có xu hướng có giá trị tối đa là 50V hoặc thấp hơn. Hãy nhớ rằng điện áp ngược là giá trị mà diode sẽ bị đánh thủng và bắt đầu dẫn một lượng lớn dòng điện khi điện áp được kết nối theo hướng ngược lại (từ cực âm đến cực dương). Điều này có nghĩa là diode Schottky không thể chịu được điện áp ngược lớn mà không bị đánh thủng và dẫn một lượng lớn dòng điện. Nó vẫn sẽ rò rỉ một lượng nhỏ dòng điện ngay cả trước khi đạt đến giá trị ngược tối đa của nó.

Tùy thuộc vào ứng dụng và cách sử dụng mạch, điều này có thể quan trọng hoặc không quan trọng.