SiC (碳化硅) 功率器件
與傳統(tǒng)的硅器件相比，碳化硅(SIC)器件由于擁有低導(dǎo)通電阻特性以及出色的高溫、高頻和高壓性能，已經(jīng)成為下一代低損耗半導(dǎo)體可行的候選器件。此外，SiC讓設(shè)計人員能夠減少元件的使用，從而進一步降低了設(shè)計的復(fù)雜程度。
在SiC功率元器件和模塊的開發(fā)領(lǐng)域處于先進地位，這些器件和模塊在許多行業(yè)的應(yīng)用中都實現(xiàn)了更佳的節(jié)能效果。
SiC技術(shù)應(yīng)用：
太陽能和風(fēng)能的DC/AC轉(zhuǎn)換器中的高效逆變器電動和混合動力汽車的功率轉(zhuǎn)換器工業(yè)設(shè)備和空調(diào)設(shè)備的功率逆變器X射線發(fā)生器的高壓開關(guān)薄膜涂層工藝。
SiC材料與目前應(yīng)該廣泛的Si材料相比，較高的熱導(dǎo)率決定了其高電流密度的特性，較高的禁帶寬度又決定了SiC器件的高擊穿場強和高工作溫度。其優(yōu)點主要可以概括為以下幾點：
1) 高溫工作
SiC在物理特性上擁有高度穩(wěn)定的晶體結(jié)構(gòu)，其能帶寬度可達2.2eV至3.3eV，幾乎是Si材料的兩倍以上。因此，SiC所能承受的溫度更高，一般而言，SiC器件所能達到的最大工作溫度可到600 oC。
2) 高阻斷電壓
與Si材料相比，SiC的擊穿場強是Si的十倍多，因此SiC器件的阻斷電壓比Si器件高很多。
3) 低損耗
一般而言，半導(dǎo)體器件的導(dǎo)通損耗與其擊穿場強成反比，故在相似的功率等級下，SiC器件的導(dǎo)通損耗比Si器件小很多。且SiC器件導(dǎo)通損耗對溫度的依存度很小，SiC器件的導(dǎo)通損耗 隨溫度的變化很小，這與傳統(tǒng)的Si器件也有很大差別。
4) 開關(guān)速度快
SiC的熱導(dǎo)系數(shù)幾乎是Si材料的2.5倍，飽和電子漂移率是Si的2倍，所以SiC器件能在更高的頻率下工作。
綜合以上優(yōu)點，在相同的功率等級下，設(shè)備中功率器件的數(shù)量、散熱器的體積、濾波元件體積都能大大減小，同時效率也有大幅度的提升。
在SiC MOSFET的開發(fā)與應(yīng)用方面，與相同功率等級的Si MOSFET相比，SiC MOSFET導(dǎo)通電阻、開關(guān)損耗大幅降低，適用于更高的工作頻率，另由于其高溫工作特性，大大提高了高溫穩(wěn)定性。1200V功率等級下，各類功率器件的特性比較結(jié)果，需要指出的是，這些功率器件都為TO-247封裝，但它已是所能找到的相似功率等級下，特性較好的Si MOSFET。
將SiC MOSFET和SBD集成為全SiC功率模塊，比傳統(tǒng)的IGBT模塊大幅降低了開關(guān)損耗。ROHM SiC模塊使得100kHz以上的高頻操作成為可能。這提高了用于感應(yīng)加熱和混合動力存儲系統(tǒng)的高頻電源等工業(yè)設(shè)備的效率。
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