Eiginleikar kísilkarbíðefna

Eiginleikar kísilkarbíðefna

SiC (kísilkarbíð) er samsettur hálfleiðari sem samanstendur af sílikoni (Si) og kolefni (C). Í samanburði við Si, hefur SiC tífalt styrkleika rafrænna sundurliðunarsviðs, þrisvar sinnum bandbilið og þrisvar sinnum varmaleiðni. Nauðsynleg p-gerð og n-gerð svæði til að mynda tækjabyggingar í hálfleiðaraefnum er hægt að mynda í SiC. Þessir eiginleikar gera SiC að mjög aðlaðandi efni sem hægt er að nota til að framleiða afltæki með frammistöðu sem er langt umfram Si- hliðstæða þess. SiC tæki þola hærri bilunarspennu, hafa lægri viðnám og geta starfað við hærra hitastig.

SiC er til í ýmsum fjölbrigðum kristalbyggingum, þekktar sem fjölgerðir, eins og 3C SiC, 6H SiC og 4H SiC. Sem stendur er 4H SiC venjulega ákjósanlegur kostur í raunverulegri framleiðslu á rafmagnstækjum. Einkristal 4H SiC flísar með þvermál á bilinu 3 tommur til 6 tommur eru fáanlegar í verslun.

Kostir þess að nota kísilkarbíð efni í rafmagnstæki

Rafmagns niðurbrotssviðsstyrkur er um það bil 10 sinnum hærri en Si. Hægt er að búa til SiC tæki með þynnri reklagi og/eða hærri lyfjaþéttni, sem þýðir að þau hafa mjög háa niðurbrotsspennu (600V og hærri) og hafa mjög lágt viðnám miðað við sílikontæki. Viðnám háspennutækja ræðst aðallega af breidd rekasvæðisins. Í orði, undir sömu niðurbrotsspennu, getur SiC minnkað flatarmálseiningaviðnám reklagsins í 1/300 miðað við Si.

Vinsælasta sílikonaflbúnaðurinn fyrir háspennu og hástraum er IGBT (Insulated Gate Bipolar Transistor). Með því að nota IGBT náðist lágt viðnám undir mikilli niðurbrotsspennu á kostnað þess að fórna afköstum rofa. Lítill fjöldi hleðslubera er sprautaður inn í reksvæðið til að draga úr leiðniviðnám. Þegar slökkt er á smáranum tekur það tíma fyrir þessi burðarefni að sameinast aftur og „dreifast“ og eykur þar með skiptatap og tíma. Aftur á móti eru MOSFET tæki meirihlutaflutningafyrirtæki. Með því að nýta háan niðurbrotssvið og styrkleika burðarefnis SiC, geta SiC MOSFETs sameinað alla þrjá kjöreiginleika aflrofa, nefnilega háspennu, lágt viðnám og hraður rofi.

Stærra bandbil þýðir einnig að SiC tæki geta starfað við hærra hitastig. Núverandi tryggt rekstrarhiti fyrir SiC tæki er á milli 150 gráður C og 175 gráður C. Þetta er aðallega vegna hitauppstreymis áreiðanleika umbúðanna. Ef þeim er pakkað á réttan hátt geta þau starfað við 200 gráður á Celsíus eða hærra.

Www.superbheater.com