【R课堂】在功率二极管中损耗最小的SiC-SBD

管理-小R · 发表于 2022-10-19 13:01:56

ROHM努力推进最适合处理高耐压与大电流电路使用SiC（碳化硅）材料的SBD（肖特基势垒二极管）。2010年在日本国内率先开始SiC SBD的量产，目前正在扩充第二代SIC-SBD产品阵容，并推动在包括车载在内的各种应用中的采用。
SiC-SBD具有以下特征。

当前的SiC-SBD

・反向恢复时间trr快（可高速开关）
・trr特性没有温度依赖性
・低VF（第二代SBD）

下面介绍这些特征在使用方面发挥的优势。

大幅降低开关损耗

SiC-SBD与Si二极管相比，大幅改善了反向恢复时间trr。右侧的图表为SiC-SBD与Si-FRD（快速恢复二极管）的trr比较。恢复的时间trr很短，二极管关断时的反向电流IR大幅减少，收敛也更快。简言之即，反向恢复电荷量Qrr少＝开关损耗小。

开关损耗小时，有2个可能性。第一个是，以相同的开关频率工作时，发热少，因而散热板和散热PCB板面积减小。当然，效率也提高。第二个是，容许相同的发热与损耗时，开关工作可以更高速。以开关电源为例，通过提高开关频率，将能够使用更小型的线圈（电感）与电容器，从而可实现小型化，更节省空间。

实现稳定的温度特性

SiC的温度特性的变动比Si小，因此在高温条件下特性也很稳定。

上述的trr特性也相对于温度非常稳定。Si-FRD的trr随温度上升而増加，而SiC-SBD则能够保持几乎恒定的trr。此外，高温工作时，开关损耗也几乎没有増加。

另外，SiC-SBD的正向电压VF为1V左右，与Si-FRD几乎同等，但温度系数则表现为与Si-FRD相反的“正相关”特性，随温度上升而増加。正向特性图表的实线为25℃时的特性，虚线为125℃时的特性（以不同颜色表示不同代的产品）。这里的特性显示不太可能出现因温度上升而引发的热失控，在并联连接时等高温条件下均可确保安全工作。