Este de așteptat carbură de siliciu pentru vehicule cu energie noi

Siliconul a fost întotdeauna cel mai des utilizat material pentru fabricarea de chipsuri cu semiconductor, în principal din cauza rezervei mari de siliciu, costul este relativ scăzut, iar prepararea este relativ simplă. Cu toate acestea, aplicarea siliciului în domeniul optoelectronicii și a dispozitivelor de înaltă frecvență de înaltă frecvență este împiedicată, iar performanța de funcționare a siliciului la frecvențe înalte este slabă, ceea ce nu este potrivit pentru aplicații de înaltă tensiune. Aceste limitări au făcut din ce în ce mai dificil pentru dispozitivele electrice pe bază de siliciu să răspundă nevoilor aplicațiilor emergente, cum ar fi vehicule energetice noi și șină de mare viteză pentru performanțe de mare putere și de înaltă frecvență.

În acest context, carbura de siliciu a intrat în centrul atenției. În comparație cu materialele semiconductoare din prima și a doua generație, SIC are o serie de proprietăți fizico -chimice excelente, pe lângă lățimea golului de bandă, are, de asemenea, caracteristicile câmpului electric de înaltă defalcare, viteza electronilor de saturație ridicată, conductivitatea termică ridicată, densitatea de electroni ridicat și mobilitate ridicată. Câmpul electric de defalcare critic al SiC este de 10 ori mai mare decât cel al SI și de 5 ori mai mare decât GaAs, ceea ce îmbunătățește capacitatea de tensiune rezistentă, frecvența de funcționare și densitatea de curent a dispozitivelor de bază SIC și reduce pierderea de conducere a dispozitivului. Împreună cu o conductivitate termică mai mare decât Cu, dispozitivul nu necesită utilizarea unor dispozitive suplimentare de disipare a căldurii, reducând dimensiunea generală a mașinii. În plus, dispozitivele SIC au pierderi de conducere foarte mici și pot menține performanțe electrice bune la frecvențe ultra-înalte. De exemplu, trecerea de la o soluție pe trei niveluri bazată pe dispozitivele SI la o soluție pe două niveluri bazată pe SIC poate crește eficiența de la 96% la 97,6% și poate reduce consumul de energie cu până la 40%. Prin urmare, dispozitivele SIC au avantaje mari în aplicațiile cu putere redusă, miniaturizată și de înaltă frecvență.

În comparație cu siliciul tradițional, performanța limită de utilizare a carburii de siliciu este mai bună decât cea a siliciului, care poate satisface nevoile de aplicare a temperaturii ridicate, presiune ridicată, frecvență ridicată, putere ridicată și alte condiții, iar carbura de siliciu actuală a fost aplicată la Dispozitive RF și dispozitive de alimentare.

Materialele din carbură de siliciu pot face ca dimensiunea dispozitivului să fie mai mică și mai mică, iar performanța devine din ce în ce mai bună, așa că în ultimii ani, producătorii de vehicule electrice l -au favorizat. Potrivit ROHM, un convertor de 5kw LLCDC/DC, placa de control a puterii a fost înlocuită cu carbură de siliciu în loc de dispozitive de siliciu, greutatea a fost redusă de la 7 kg la 0,9 kg, iar volumul a fost redus de la 8755cc la 1350cc. Mărimea dispozitivului SIC este doar 1/10 din cea a dispozitivului de siliciu din aceeași specificație, iar pierderea de energie a sistemului SI Carbit MOSFET este mai mică de 1/4 din cea a IGBT pe bază de siliciu, care poate, de asemenea Aduceți îmbunătățiri semnificative ale performanței la produsul final.