Πλεονεκτήματα των Mosfets καρβιδίου πυριτίου

Τα MOSFET καρβιδίου πυριτίου υπερτερούν έναντι των τρανζίστορ Si IGBT όταν πρόκειται για εφαρμογές υψηλής τάσης, όπως τα έξυπνα ενεργειακά οχήματα και τα βιομηχανικά μηχανήματα, προσφέροντας ανώτερες επιδόσεις ισχύος έναντι των τρανζίστορ IGBT όσον αφορά την απόδοση ισχύος, την απαγωγή θερμότητας και το εύρος θερμοκρασίας. Επιπλέον, η αξιοπιστία τους ξεπερνά και αυτή των IGBT.

Όταν εφαρμόζεται στην πύλη, όταν εφαρμόζεται θετική τάση στην επιφάνεια πυριτίου τύπου p οι οπές έλκονται από το ηλεκτρικό πεδίο και αφήνουν πίσω τους μια κενή περιοχή που ονομάζεται ζώνη εξάντλησης.

Υψηλή τάση

Τα MOSFET καρβιδίου πυριτίου διαθέτουν υψηλές ονομαστικές τιμές τάσης και αποδίδουν εξαιρετικά σε διάφορα ηλεκτρονικά κυκλώματα λόγω των χαρακτηριστικών εξοικονόμησης ενέργειας και των αποτελεσματικών ικανοτήτων απαγωγής θερμότητας.

Διαθέτουν χαμηλότερη αντίσταση ΟΝ και λειτουργούν σε υψηλότερες συχνότητες από τις παραδοσιακές διατάξεις ισχύος με βάση το πυρίτιο - συχνά το σημείο συμφόρησης για τα σύγχρονα συστήματα - παρέχοντας σημαντικά οφέλη όσον αφορά το μειωμένο μέγεθος των εξαρτημάτων και την αποδοτικότητα του συστήματος.

Οι διατάξεις ισχύος SiC διαθέτουν ανώτερες ηλεκτρικές παραμέτρους σε σύγκριση με τις διατάξεις πυριτίου, συμπεριλαμβανομένων των χαμηλότερων επιδόσεων RDSon και θερμοκρασίας λειτουργίας, καθιστώντας τις κατάλληλες για απαιτητικές εφαρμογές όπως μετατροπείς έλξης, μηχανές συγκόλλησης, συστήματα ανανεώσιμων πηγών ενέργειας και σταθμούς φόρτισης, κέντρα δεδομένων πληροφορικής, καθώς και ανθεκτικά περιβάλλοντα όπως θάλαμοι συγκόλλησης. Η ανώτερη αξιοπιστία και η διάρκεια ζωής τους τα καθιστούν εξαιρετικά δημοφιλή μεταξύ των μηχανικών - αυτός ο παράγοντας και μόνο εξηγεί την αυξανόμενη δημοτικότητά τους μεταξύ των μηχανικών.

Υψηλό ρεύμα

Τα MOSFET καρβιδίου πυριτίου επιτρέπουν στις διατάξεις ισχύος να διαχειρίζονται αποτελεσματικά υψηλά ρεύματα, γεγονός που είναι ζωτικής σημασίας, καθώς αυτό επιτρέπει υψηλότερες συχνότητες μεταγωγής που μειώνουν τις απαιτήσεις επαγωγικών και χωρητικών στοιχείων στο σχεδιασμό κυκλωμάτων ισχύος.

Τα MOSFET SiC λειτουργούν αντλώντας ρεύμα μεταξύ των ακροδεκτών πηγής και αποστράγγισης, το οποίο ενεργοποιείται με την εφαρμογή θετικής τάσης στις πύλες τους- έτσι δημιουργείται ένα ηλεκτρικό πεδίο που έλκει ηλεκτρόνια από την κορυφή της περιοχής p σε ένα αγώγιμο κανάλι, τοποθετώντας το στην κατάσταση "on". Αντίθετα, η εφαρμογή μηδενικής ή αρνητικής τάσης αντιστρέφει αυτό το φαινόμενο, διακόπτοντας τη ροή ρεύματος και επαναφέροντας τη διάταξη στην κατάσταση "off".

Καθώς τα MOSFET SiC είναι μονοπολικές διατάξεις (που περιλαμβάνουν μόνο ηλεκτρόνια που ρέουν μέσα από περιοχές ημιαγωγών τύπου n για τη ροή ρεύματος), μπορούν να ενεργοποιηθούν σε σχετικά χαμηλές τάσεις πηγής-απορροής με πολύ μικρή αντίσταση στην κατάσταση λειτουργίας, με αποτέλεσμα ταχύτερους χρόνους μεταγωγής.

Χαμηλή αντίσταση On-Resistance

Τα mosfets καρβιδίου πυριτίου έχουν σχεδιαστεί για χρήση σε σκληρά περιβάλλοντα και αποτελούν εξαιρετική προσθήκη σε μετατροπείς έλξης, κινητήρες, συστήματα ηλιακής ενέργειας και εφεδρικής ενέργειας. Η υψηλότερη απόδοσή τους σε σύγκριση με τις διατάξεις πυριτίου επιτρέπει μικρότερα συστήματα σε μικρότερο αποτύπωμα, ενώ προσφέρουν μεγαλύτερη ισχύ από τις πιο ισχυρές διατάξεις πυριτίου και μόνο.

Τα SiC MOSFET μπορούν να επιτύχουν πολύ υψηλότερες τάσεις φραγής από τα IGBT (έως 1200V), ωστόσο το σήμα τους από την αποστράγγιση στην πηγή (VDS) πρέπει να διαχειρίζεται προσεκτικά στους διακόπτες υψηλής πλευράς, προκειμένου να αποφευχθεί η υπέρταση που θα μπορούσε να οδηγήσει σε σημαντική θέρμανση Joule και βλάβη της διάταξης. Επομένως, για τη σωστή διαχείριση απαιτούνται ακριβείς μετρήσεις επικύρωσης με χρήση παλμογράφου με ακριβείς ανιχνευτές και νεκρούς χρόνους.

Η Tektronix παρέχει μια σειρά εργαλείων για την επικύρωση της απόδοσης των ημιαγωγών ισχύος, συμπεριλαμβανομένων των MOSFET. Εξερευνήστε περισσότερα με το νέο μας σημείωμα εφαρμογής - Αποτελεσματική μέτρηση σημάτων MOSFET σε ηλεκτρονικά ισχύος SiC

Χαμηλή διαρροή

Τα MOSFET καρβιδίου πυριτίου διαθέτουν χαμηλότερο ρεύμα διαρροής από τα αντίστοιχα πυριτίου, επιτρέποντας ταχύτερες ταχύτητες μεταγωγής και ελαχιστοποιώντας τις συνολικές απώλειες ενέργειας στα συστήματα ισχύος.

Τα MOSFET SiC είναι πιο ανθεκτικά στη θερμική διαφυγή από τα τυπικά MOSFET και IGBT ισχύος πυριτίου, επιτρέποντάς τους να λειτουργούν αποτελεσματικά ακόμη και σε θερμότερες θερμοκρασίες περιβάλλοντος χωρίς πρόσθετα εξαρτήματα ψύξης. Αυτό καθιστά τα SiC MOSFET ιδιαίτερα κατάλληλα για βιομηχανικές και αυτοκινητοβιομηχανικές εφαρμογές όπου η ακριβής τοποθέτηση αντικειμένων ή η κίνηση βραχιόνων εργαλείων απαιτεί υψηλό έλεγχο σερβοκινητήρων για ακριβή τοποθέτηση ή κίνηση.

Το χαρτοφυλάκιο MOSFET τρίτης γενιάς καρβιδίου πυριτίου (SiC) της GeneSiC διαθέτει υπερσύγχρονες συσκευασίες και γυμνό κύβο, προσφέροντας ονομαστικές τιμές από 650 V έως 6,5 kV, καθιστώντας τα κατάλληλα για τοπολογίες σκληρής και συντονισμένης μεταγωγής, οδηγώντας αποτελεσματικά τα IGBT και οδηγώντας σε σημαντική μείωση του βάρους και του μεγέθους.