0
  • 聊天消息
  • 系统消息
  • 评论与回复
登录后你可以
  • 下载海量资料
  • 学习在线课程
  • 观看技术视频
  • 写文章/发帖/加入社区
会员中心
创作中心

完善资料让更多小伙伴认识你,还能领取20积分哦,立即完善>

3天内不再提示

碳化硅宽带隙的重要性

星星科技指导员 来源:wolfspeed 作者:wolfspeed 2023-05-24 11:13 次阅读

什么是带隙?

在传导和绝缘方面,材料中有两种类型的能带:导带和价带。为了使电子导电,它需要足够的能量来桥接价带和导带之间的带隙。导体材料具有重叠或具有非常小的带隙的导带和价带,而绝缘体具有极宽的间隙。

带隙是指价带顶部和导带底部之间的能量差。另一种表达方式是,带隙代表电子成功在价带和导带之间跳跃所需的能量。由于半导体既可以导电又可以绝缘,因此它们始终具有非零带隙,介于绝缘体和导体之间。

带隙代表能量,以eV(电子伏特,能量单位约等于1.602×10−19 J)为单位。SiC的带隙为3.26 eV,而Si的带隙为1.12 eV,GaAs(砷化镓)为1.42 eV。因此,SiC被称为具有宽带隙。

宽带隙的优势

宽带隙半导体材料(如SiC)与更传统的半导体材料(如Si)相比具有许多优势。考虑带隙随着温度升高而缩小的事实:如果我们从宽带隙开始,那么温度升高对功能的影响要小得多。由于SiC具有宽带隙,因此它可以在更高的温度下继续工作,通常高达400°C。

SiC也可以更有效地分配热量,通常无需风扇和散热器。当涉及到SiC设计时,系统将更加紧凑,表现出更高的效率,并且需要更小尺寸的磁性元件用于电源应用。这至少部分归功于SiC宽带隙直接带来的好处。

由 SiC 制成的组件比同类产品制成的组件更快、更小、更可靠。SiC 的宽带隙较宽,便于切换更大的电压。由宽带隙半导体(如 SiC)制成的组件也可以在明显更高的电压、功率水平和频率下工作。SiC 组件具有更高的工作速度,使用 SiC 制造的功率组件还可以提高 DC-DC、AC-DC 和 DC-AC 转换的效率。

宽带隙广,用途广泛

由于SiC比其他半导体材料(如Si或GaAs)具有更宽的带隙,因此它具有一些关键优势,包括能够处理更高的电压和功率,更高的工作温度,更快的开关,更好的效率和更小的外形尺寸。SiC 组件已被证明是具有挑战性的应用的理想选择,例如涉及混合动力和电动汽车、可再生能源、功率因数升压校正、不间断电源、石化行业的井下钻探等。

审核编辑:郭婷

声明:本文内容及配图由入驻作者撰写或者入驻合作网站授权转载。文章观点仅代表作者本人,不代表电子发烧友网立场。文章及其配图仅供工程师学习之用,如有内容侵权或者其他违规问题,请联系本站处理。 举报投诉
  • 半导体
    +关注

    关注

    334

    文章

    26830

    浏览量

    214036
  • DC-DC
    +关注

    关注

    30

    文章

    1920

    浏览量

    81335
  • SiC
    SiC
    +关注

    关注

    29

    文章

    2727

    浏览量

    62349
收藏 人收藏

    评论

    相关推荐

    碳化硅压敏电阻 - 氧化锌 MOV

    碳化硅圆盘压敏电阻 |碳化硅棒和管压敏电阻 | MOV / 氧化锌 (ZnO) 压敏电阻 |带引线的碳化硅压敏电阻 | 硅金属陶瓷复合电阻器 |ZnO 块压敏电阻 关于EAK碳化硅压敏
    发表于 03-08 08:37

    碳化硅(SiC)肖特基二极管的特点

    )碳化硅功率器件的正反向特性随温度和时间的变化很小,可靠好。  (7)碳化硅器件具有很好的反向恢复特性,反向恢复电流小,开关损耗小。碳化硅功率器件可工作在高频(>20KHz)。
    发表于 01-11 13:42

    碳化硅的历史与应用介绍

    硅与碳的唯一合成物就是碳化硅(SiC),俗称金刚砂。SiC 在自然界中以矿物碳硅石的形式存在,但十分稀少。不过,自1893 年以来,粉状碳化硅已被大量生产用作研磨剂。碳化硅用作研磨剂已有一百多年
    发表于 07-02 07:14

    碳化硅深层的特性

    10.5公斤/平方厘米,高温强度很好。抗弯强度直至1400℃仍不受温度的影响。1500℃时,弹性模量仍有100公斤/平方厘米。上述数据均测自大块材料。4)热膨胀系数较低,导热性好。5)碳化硅导电较强
    发表于 07-04 04:20

    碳化硅半导体器件有哪些?

      由于碳化硅具有不可比拟的优良性能,碳化硅是宽禁带半导体材料的一种,主要特点是高热导率、高饱和以及电子漂移速率和高击场强等,因此被应用于各种半导体材料当中,碳化硅器件主要包括功率二极管和功率开关管
    发表于 06-28 17:30

    碳化硅基板——三代半导体的领军者

    碳化硅(SiC)即使在高达1400℃的温度下,仍能保持其强度。这种材料的明显特点在于导热和电气半导体的导电极高。碳化硅化学和物理稳定性,碳化硅的硬度和耐腐蚀
    发表于 01-12 11:48

    碳化硅器件是如何组成逆变器的?

    进一步了解碳化硅器件是如何组成逆变器的。
    发表于 03-16 07:22

    碳化硅器件的特点是什么

    今天我们来聊聊碳化硅器件的特点
    发表于 03-16 08:00

    什么是碳化硅(SiC)?它有哪些用途?

    什么是碳化硅(SiC)?它有哪些用途?碳化硅(SiC)的结构是如何构成的?
    发表于 06-18 08:32

    碳化硅的应用

    碳化硅作为现在比较好的材料,为什么应用的领域会受到部分限制呢?
    发表于 08-19 17:39

    传统的硅组件、碳化硅(Sic)和氮化镓(GaN)

    。虽然碳化硅组件可望成为推动电力设备由机械转向电子结构的重要推手,但现阶段碳化硅组件最主要的应用市场,其实是电动汽车。电动汽车应用之所以对碳化硅组件的需求如此殷切,主要原因在于可实现更
    发表于 09-23 15:02

    请教碳化硅刻蚀工艺

    最近需要用到干法刻蚀技术去刻蚀碳化硅,采用的是ICP系列设备,刻蚀气体使用的是SF6+O2,碳化硅上面没有做任何掩膜,就是为了去除SiC表面损伤层达到表面改性的效果。但是实际刻蚀过程中总是会在碳化硅
    发表于 08-31 16:29

    针对电机控制应用如何选择宽带器件?

    宽带器件的栅极驱动至关重要栅极驱动对于硅MOSFET和氮化镓HEMT单元都非常关键,两者的阈值都很低。氮化镓器件需要小驱动电流实现导通状态,所需最高电压也只有7 V左右。碳化硅需要
    发表于 02-05 15:16

    浅谈硅IGBT与碳化硅MOSFET驱动的区别

    延迟时间。碳化硅MOSFET驱动信号传输延迟需小于200ns,传输延迟抖动小于20ns,可通过以下方式实现:  · 采用数字隔离驱动芯片,可以达到信号传输延迟50ns,并且具有比较高的一致,传输抖动
    发表于 02-27 16:03

    碳化硅的主要特性是什么?为什么碳化硅在高频下的性能优于IGBT?

    碳化硅(SiC)是一种由硅(Si)和碳(C)组成的半导体化合物,属于宽带(WBG)材料家族。
    发表于 08-12 11:46 1183次阅读