SiC-SBD與Si-PND的正向電壓比較

SiC-SBD和Si-PND正向電壓特性的區(qū)別

二極管的正向電壓VF無(wú)限接近零、對(duì)溫度穩(wěn)定是比較理想的，但事實(shí)是不是零、并會(huì)受溫度影響而變動(dòng)。為了使大家了解SiC-SBD的VF特性，下面與Si-PND的FRD（快速恢復(fù)二極管）進(jìn)行比較。

下圖是相對(duì)于SiC-SBD和Si-FRD的正向電流IF的VF特性圖。是從25℃到200℃按8個(gè)級(jí)別的溫度條件測(cè)量的數(shù)據(jù)。

SiC-SBD隨著溫度的上升，IF開始流動(dòng)，VF有些下降，但因電阻上升，斜率變緩和，在正常使用范圍的IF下，VF上升。

Si-FRD隨著溫度的上升，VF單純地下降。如圖中的線條軌跡所示，無(wú)論哪個(gè)溫度，斜率基本相同，VF單純下降。

這些特性取決于其各自的物理特性和結(jié)構(gòu)，但也各有各的優(yōu)缺點(diǎn)。剛才提到理想的二極管。那么，Si-FRD的VF隨著溫度升高而下降，傳導(dǎo)損耗減少，看起來(lái)好像是好事，但隨著VF的下降，IF增加，即使損耗略有下降，但發(fā)熱増加量更勝一籌，甚至可能陷入VF下降、IF增加的熱失控狀態(tài)。

而SiC-SBD隨著溫度升高，VF變高，不會(huì)熱失控。但是VF上升，因此具有IFSM（瞬間大電流耐受能力）比Si-FRD低的缺點(diǎn)。

SiC-SBD的VF特性改善

為提升具有卓越本質(zhì)的SiC-SBD的特性，使之更加易用，開發(fā)了VF降低的新一代產(chǎn)品。ROHM開發(fā)了第2代系列產(chǎn)品。ROHM的第1代產(chǎn)品及其他公司類似產(chǎn)品的VF當(dāng)IF＝10A時(shí)為1.5V，而第2代產(chǎn)品的VF低至1.35V。下圖是參考值，是25℃和125℃時(shí)的IF vs VF示意圖。

紅色線條是ROHM第2代SiC-SBD的VF特性。

trr和VF損耗相關(guān)的研究

本篇介紹了SiC-SBD和Si-FRD的VF特性區(qū)別，下面看一下包括前篇的trr特性在內(nèi)的損耗相關(guān)內(nèi)容。

為對(duì)SiC-SBD進(jìn)行說(shuō)明，對(duì)trr和VF進(jìn)行了與Si-PND（FRD）的比較，這是有原因的。左下圖是本章開頭對(duì)Si二極管和SiC二極管的耐壓范圍進(jìn)行說(shuō)明時(shí)使用的。關(guān)鍵在于，Si-PND/FRD和SiC-SBD的耐壓范圍基本相同，可用于相同應(yīng)用。SiC-SBD是新的元器件，換個(gè)說(shuō)法可以說(shuō)，現(xiàn)有Si-PND/FRD覆蓋的范圍基本上都可以用SiC-SBD替換。

尤其是高速性很重要的應(yīng)用等，在Si-FRD和SiC-SBD兩者間權(quán)衡時(shí)，要想選出最適當(dāng)?shù)亩O管，需要理解兩者的特性。另外，毋庸置言，在探討事項(xiàng)中“損耗降低”是最重要的課題。

前篇的trr對(duì)應(yīng)開關(guān)損耗，本篇的VF對(duì)應(yīng)傳導(dǎo)損耗。關(guān)于Si-FRD和SiC-SBD，右下圖是這兩種損耗的情況。

trr越快VF越低，綜合損耗越小。Si-FRD是trr越快，VF反而增加。而第2代SiC-SBD在保持傳統(tǒng)SiC-SBD高速trr的基礎(chǔ)上，將VF從1.5V降低到1.35V。

在目前情況下，功率Si-FRD和SiC-SBD中，第2代SiC-SBD最具有降低損耗的可能性。