碳化硅二极管的区别和用途

随着终端应用电子架构复杂程度提升，硅基器件物理极限无法满足部分高压、高温、高频及低功耗的应用要求。近 20 多年来，以碳化硅(silicon  carbide，SiC)为代表的宽禁带半导体器件，受到了广泛的关注。SiC中存在各种多型体(结晶多系)，它们的物性值也各不相同。用于功率器件制作，4H-SiC最为合适。SiC材料具有3倍于硅材料的禁带宽度，10倍于硅材料的临界击穿电场强度，3倍于硅材料的热导率，如图1所示。因此 SiC功率器件在高频、高压、高温等应用场合更具优势，且有助于电力电子系统的效率和功率密度的提升。

 

图1 Si、GaN、SiC材料特性对比

SiC功率二极管有4种类型：PiN 二极管、肖特基二极管(Schottky Barrier  Diode，SBD)，结势垒肖特基二极管(Junction Barrier Schottky Diode，JBS)和混合式PIN-肖特基二极管。

如今-碳化硅二极管在各个领域的应用

1.太阳能逆变器

太阳能发电用二极管的基本材料，碳化硅二极管的各项技术指标均优于普通双极二极管(silicon bipolar)技术。碳化硅二极管导通与关断状态的转换速度非常快，而且没有普通双极二极管技术开关时的反向恢复电流。在消除反向恢复电流效应后，碳化硅二极管的能耗降低70%，能够在宽温度范围内保持高能效，并提高设计人员优化系统工作频率的灵活性。

2.新能源汽车充电器

碳化硅二极管通过汽车级产品测试，极性接反击穿电压提高到650V，能够满足设计人员和汽车厂商希望降低电压补偿系数 的要求，以确保车载充电半导体元器件的标称电压与瞬间峰压 ，之间有充足的安全裕度 。二极管的双管产品 ，可最大限度提升空间利用率，降低车载充电器的重量。

3.开关电源优势

碳化硅的使用可以极快的切换，高频率操作，零恢复和温度无关的行为，再加我们的低电感RP包，这些二极管可以用在任向数量的快速开关二极管电路或高频转换器应用。

4.工业优势

碳化硅二极管：重型电机、工业设备主要是用在高频电源的转换器上，可以带来高效率、大功率、高频率的优势。
 

区别

肖特基二极管和普通二极管是单向导电的，可用于整流电路。肖特基二极管与普通二极管的不同之处在于，普通二极管的耐压可以做得更高，但恢复速度慢，只能用于低频整流。如果频率很高，则会发生反向泄漏，因为它无法快速恢复，导致管子严重发热和燃烧。肖特基二极管通常耐受电压低，但恢复速度快，可用于高频应用。