在高功率应用中,碳化硅肖特基势垒二极管(SiC SBD)相比于硅基器件,具有更加耐高压、耐高温和没有反向恢复电荷等优势。三安半导体的第5代1200V SiC SBD在第2代器件(以下第5代器件简称G5,第2代器件简称G2)的基础上进行了一系列优化,降低器件的正向导通压降(VF)和热阻(Rth(j-c)),并提高非重复正向电流(IFSM),有助于实现更加高效、紧凑和具备超高抗浪涌电流能力的设计。三安1200V G5通过RoHS认证,符合工业应用的标准。
如图1和图2所示,三安1200V G2采用MPS(MPS: Merged PIN-Schottky, PIN: Positive-Intrinsic-Negative)结构,器件具备优秀的抗浪涌电流能力,而G5在G2原有的MPS结构上优化了PIN占比,进一步提高器件的抗浪涌能力。此外,三安1200V G5采用了三安的减薄晶圆平台,将晶圆厚度缩减了1/2以上,有效改善器件的VF和Rth(j-c)。
图1. MPS结构SiC SBD的薄晶圆示意图(左)与I-V关系曲线(右)
图2. 1200V 20A SiC SBD器件的VF(左)和Rth(j-c)(右)对比
非重复正向电流IFSM是衡量器件抗浪涌冲击能力的一个重要指标,高IFSM的器件能够承受更高的电流脉冲尖峰,防止器件失效。图3以1200V 20A SiC SBD器件为例,三安G5优化了器件的抗浪涌能力,IFSM值比G2高约14%,甚至比竞品高58%以上。这表明了G5能够承受更高的浪涌电流冲击,在存在高浪涌电流的系统中能够更好地满足设计人员的需求。
图3. 1200V 20A SiC SBD器件的IFSM对比
图4. Buck变换器测试电路
三安G5不仅在抗浪涌能力有很大的提升,对于器件的损耗和散热也有所改善,图4为三安1200V SiC SBD在Buck变换器上的对比测试,其结果如图5所示。G5优化了二极管的VF和Rth(j-c),不仅降低了器件的导通损耗,提高系统能效,而且有效改善了器件的散热能力,提高器件稳定性并能够支持更高的功率场景,还可以简化散热设计,实现更加紧凑的系统设计。
图5. 1200V SiC SBD G5对比G2的效率(左)与温升(右)变化
三安1200V G5在G2的优秀性能基础上进行了一系列优化,在提高抗浪涌电流能力的同时,能够进一步优化器件损耗和散热能力,实现更加高效、紧凑和具备超高抗浪涌冲击能力的设计。三安半导体在SiC功率器件的技术革新上深耕研发,不断迭代优化器件性能,致力于提供能够满足客户需求的优质产品。
三安第5代1200V SiC SBD产品系列