目前，世界上已成功開發(fā)出多種碳化硅器件。碳化硅SBD作為一種零恢復(fù)二極管，極大地改善了高頻電源電路。碳化硅二極管獨(dú)特的高溫特性使其在高溫環(huán)境下的電源應(yīng)用中具有潛在優(yōu)勢(shì)。

碳化硅二極管更像是理想的開關(guān)，而不是PN結(jié)器件。肖特基二極管的兩個(gè)最重要的性能指標(biāo)是它們的低反向恢復(fù)電荷（Qrr）和恢復(fù)軟化系數(shù)。碳化硅二極管也優(yōu)于PN結(jié)器件，因?yàn)樗鼈兙哂械驼驅(qū)妷汉偷蛯?dǎo)通損耗。碳化硅二極管也有兩個(gè)缺點(diǎn)。首先，反向耐受電壓VR相對(duì)較低，通常只有大約100伏;其次，反向漏電流IR相對(duì)較大。

碳化硅肖特基二極管的特點(diǎn)

碳化硅的能帶間隔為硅的2.8倍（寬禁帶），達(dá)到3.09電子伏特。其絕緣擊穿場(chǎng)強(qiáng)為硅的5.3倍，高達(dá)3.2MV/cm，其導(dǎo)熱率是硅的3.3倍，為49w/cm·k。它與硅半導(dǎo)體材料一樣，可以制成結(jié)型器件、場(chǎng)效應(yīng)器件、和金屬與半導(dǎo)體接觸的肖特基二極管。它的特點(diǎn)是：

（1）碳化硅單載流子器件漂移區(qū)薄，開態(tài)電阻小。比硅器件小100-300倍。由于有小的導(dǎo)通電阻，碳化硅功率器件的正向損耗??；

（2）碳化硅功率器件由于具有高的擊穿電場(chǎng)而具有高的擊穿電壓。例如，商用的硅肖特基的電壓小于300V，而第一個(gè)商用的碳化硅肖特基二極管的擊穿電壓已達(dá)到600V；

（3）碳化硅有較高的熱導(dǎo)率；

（4）碳化硅器件可在較高溫度下工作，而硅器件的最大工作溫度僅為150oC；

（5）碳化硅具有很高的抗輻照能力；

（6）碳化硅功率器件的正反向特性隨溫度和時(shí)間的變化很小，可靠性好；

（7）碳化硅器件具有很好的反向恢復(fù)特性，反向恢復(fù)電流小，開關(guān)損耗?。?/p>

（8）碳化硅器件可減少功率器件體積和降低電路損耗

碳化硅二極管在各個(gè)領(lǐng)域的應(yīng)用

1.太陽能逆變器

太陽能發(fā)電用二極管的基本材料，碳化硅二極管的各項(xiàng)技術(shù)指標(biāo)均優(yōu)于普通雙極二極管（silicon bipolar）技術(shù)。碳化硅二極管導(dǎo)通與關(guān)斷狀態(tài)的轉(zhuǎn)換速度非?？?，而且沒有普通雙極二極管技術(shù)開關(guān)時(shí)的反向恢復(fù)電流。在消除反向恢復(fù)電流效應(yīng)后，碳化硅二極管的能耗降低70%，能夠在寬溫度范圍內(nèi)保持高能效，并提高設(shè)計(jì)人員優(yōu)化系統(tǒng)工作頻率的靈活性。

2.新能源汽車充電器

碳化硅二極管通過汽車級(jí)產(chǎn)品測(cè)試，極性接反擊穿電壓提高到650V，能夠滿足設(shè)計(jì)人員和汽車廠商希望降低電壓補(bǔ)償系數(shù) 的要求，以確保車載充電半導(dǎo)體元器件的標(biāo)稱電壓與瞬間峰壓 ，之間有充足的安全裕度 。二極管的雙管產(chǎn)品 ，可最大限度提升空間利用率，降低車載充電器的重量。

3.開關(guān)電源優(yōu)勢(shì)

碳化硅的使用可以極快的切換，高頻率操作，零恢復(fù)和溫度無關(guān)的行為，再加我們的低電感RP包，這些二極管可以用在任向數(shù)量的快速開關(guān)二極管電路或高頻轉(zhuǎn)換器應(yīng)用。

4.工業(yè)優(yōu)勢(shì)

碳化硅二極管：重型電機(jī)、工業(yè)設(shè)備主要是用在高頻電源的轉(zhuǎn)換器上，可以帶來高效率、大功率、高頻率的優(yōu)勢(shì)。

來源：泰科天潤(rùn)半導(dǎo)體，鑫環(huán)電子，億偉世科技綜合整理

審核編輯 ：李倩