SiC肖特基勢壘二極管的特征，及與Si二極管的比較

SiC肖特基勢壘二極管和Si肖特基勢壘二極管

下面從SiC肖特基勢壘二極管（以下簡稱“SBD”）的結構開始介紹。如下圖所示，為了形成肖特基勢壘，將半導體SiC與金屬相接合（肖特基結）。結構與Si肖特基勢壘二極管基本相同，其重要特征也是具備高速特性。

而SiC-SBD的特征是其不僅擁有優(yōu)異的高速性還同時實現(xiàn)了高耐壓。要想提高Si-SBD的耐壓，只要增厚圖中的n-型層、降低載流子濃度即可，但這會帶來阻值上升、VF變高等損耗較大無法實際應用的問題。因此，Si-SBD的耐壓200V已經(jīng)是極限。而SiC擁有超過硅10倍的絕緣擊穿場強,所以不僅能保持實際應用特性且可耐高壓。

SiC-SBD和Si-PN結二極管

通過Si二極管來應對SBD以上的耐壓的是PN結二極管（稱為“PND”）。下圖為Si-PN二極管的結構。SBD是僅電子移動，電流流動，而PN結二極管是通過電子和空穴（孔）使電流流動。通過在n-層積蓄少數(shù)載流子的空穴使阻值下降，從而同時實現(xiàn)高耐壓和低阻值，但關斷的速度會變慢。

盡管FRD（快速恢復二極管）利用PN結二極管提高了速度，但盡管如此，trr（反向恢復時間）特性等劣于SBD。因此，trr損耗是高耐壓Si PN結二極管的重大研究項目。此時，開關電源無法對應高速的開關頻率也是課題之一。

右上圖表示Si的SBD、PND、FRD和SiC-SBD耐壓的覆蓋范圍。可以看出SiC-SBD基本覆蓋了PND/FRD的耐壓范圍。SiC-SBD可同時實現(xiàn)高速性和高耐壓，與PND/FRD相比Err（恢復損耗）顯著降低，開關頻率也可提高，因此可使用小型變壓器和電容器，有助于設備小型化。