SiC解決方案為功率轉(zhuǎn)換系統(tǒng)提供高效率、高可靠性

飛兆半導(dǎo)體亞太區(qū)市場營銷副總裁藍(lán)建銅告訴記者，要在可再生能源、工業(yè)電機(jī)驅(qū)動器、高密度電源、汽車以及井下作業(yè)等領(lǐng)域增強(qiáng)這些關(guān)鍵設(shè)計(jì)性能，設(shè)計(jì)的復(fù)雜程度就會提高，同時還會導(dǎo)致總體系統(tǒng)成本提高。為幫助設(shè)計(jì)人員解決這些技術(shù)難題，飛兆公司從采用新材料入手。最近飛兆推出了非常適合功率轉(zhuǎn)換系統(tǒng)的碳化硅(SiC)技術(shù)解決方案。

藍(lán)建銅介紹說，在飛兆半導(dǎo)體SiC組合中首次發(fā)布的一批產(chǎn)品是先進(jìn)的Si C雙極結(jié)型晶體管(BJT)系列，該系列產(chǎn)品可實(shí)現(xiàn)較高的效率、電流密度和可靠性，并且能夠順利地進(jìn)行高溫工作。通過利用效率出色的晶體管，飛兆半導(dǎo)體的SiC BJT實(shí)現(xiàn)了更高的開關(guān)頻率，這是因?yàn)閭鲗?dǎo)和開關(guān)損耗較低(3 0%~5 0%)，從而能夠在相同尺寸的系統(tǒng)中實(shí)現(xiàn)高達(dá)40%的輸出功率提升。

SiC BJT支持使用更小的電感、電容和散熱片，可將系統(tǒng)總體成本降低多達(dá)20%;可促進(jìn)更高的效率和出色的短路及逆向偏壓安全工作區(qū)，將在高功率轉(zhuǎn)換應(yīng)用的功率管理優(yōu)化中發(fā)揮重大作用。

與此同時，飛兆半導(dǎo)體還開發(fā)了即插即用的分立式驅(qū)動器電路板(15A和50A版本)，作為整套SiC解決方案的一部分，與飛兆半導(dǎo)體的先進(jìn)SiC BJT配合使用時，不僅能夠在減少開關(guān)損耗和增強(qiáng)可靠性的條件下提高開關(guān)速度，還使得設(shè)計(jì)人員能夠在實(shí)際應(yīng)用中輕松實(shí)施SiC技術(shù)。飛兆半導(dǎo)體為幫助客戶縮短設(shè)計(jì)時間、加快上市速度，還提供了應(yīng)用指南和參考設(shè)計(jì)。應(yīng)用指南可供設(shè)計(jì)人員獲取SiC器件設(shè)計(jì)所必需的其他支持；參考設(shè)計(jì)有助于開發(fā)出符合特定應(yīng)用需求的驅(qū)動器電路板。

藍(lán)建銅說，SiC 和硅材料相比，SiC的寬帶隙是硅材料的3倍，高擊穿電場是硅的10倍，高導(dǎo)熱率和高溫穩(wěn)定性也是硅的3倍，泄漏電流很低(10μA)。Si C在晶體管中的優(yōu)勢主要表現(xiàn)在使效率高達(dá)98%以上，具有更快的開關(guān)速度(20 ns)，比I GBT還要快3倍~4倍，并且性能穩(wěn)定可靠。

藍(lán)建銅認(rèn)為，2015年會是SiC發(fā)展的一個拐點(diǎn)，SiC將在功率器件的應(yīng)用中起到主導(dǎo)作用。未來的十年，這一市場份額能增長20倍?；旌宪嚒㈦妱榆囀侵饕尿?qū)動力，馬達(dá)驅(qū)動、風(fēng)能、太陽能等市場對SiC的需求都會快速增長。雖然目前SiC的價格要比IGBT貴，但隨著SiC制程技術(shù)的改進(jìn)價格也會降下來，并使良率有大幅提升，應(yīng)用的普及率也會提高，特別是在5kW的應(yīng)用領(lǐng)域，SiC發(fā)展空間很大。

據(jù)了解，飛兆SiC BJT驅(qū)動器未來的規(guī)劃圖是，2013年推出SiC BJT驅(qū)動器解決方案(分立式)，2014年將會推出SiC BJT驅(qū)動器IC(第1版)，2015年SiC BJT驅(qū)動器IC(第2版，均衡的)解決方案將會推出。