Piikarbidimosfettien edut

Piikarbidi-MOSFETit päihittävät Si-IGBT-transistorit, kun on kyse suurjännitesovelluksista, kuten älykkäistä energiaajoneuvoista ja teollisuuskoneista, ja ne tarjoavat ylivoimaisen tehon verrattuna IGBT-transistoreihin tehon suorituskyvyn, lämmöntuottokyvyn ja lämpötila-alueen osalta. Lisäksi niiden luotettavuus ylittää myös IGBT:n luotettavuuden.

Kun p-tyypin piin pintaan kohdistetaan positiivinen jännite, sen sähkökenttä vetää p-tyypin piipinnan reiät puoleensa ja jättää jälkeensä tyhjän alueen, jota kutsutaan tyhjentymisvyöhykkeeksi.

Korkea jännite

Piikarbidi-MOSFETeillä on korkeat jänniteluokitukset, ja ne toimivat poikkeuksellisen hyvin erilaisissa elektronisissa piirisuunnitelmissa niiden energiaa säästävien ominaisuuksien ja tehokkaiden lämmöntuottokykyjen ansiosta.

Niissä on pienempi kytkentävastus ja ne toimivat korkeammilla taajuuksilla kuin perinteiset piipohjaiset teholaitteet, jotka ovat usein nykyaikaisten järjestelmien pullonkaulana, ja ne tarjoavat merkittäviä etuja komponenttien koon pienentämisen ja järjestelmän tehokkuuden kannalta.

SiC-teholaitteilla on piilaitteisiin verrattuna paremmat sähköiset parametrit, kuten alhaisempi RDSon ja käyttölämpötilasuorituskyky, minkä ansiosta ne soveltuvat vaativiin sovelluksiin, kuten ajovaihtosuuntaajiin, hitsauskoneisiin, uusiutuvan energian järjestelmiin ja latausasemiin, tietotekniikan datakeskuksiin sekä karuihin ympäristöihin, kuten hitsauskopeihin. Niiden ylivoimainen luotettavuus ja käyttöikä tekevät niistä erittäin suosittuja insinöörien keskuudessa - pelkästään tämä seikka selittää niiden kasvavan suosion insinöörien keskuudessa.

Korkea virta

Piikarbidi-MOSFETien avulla teholaitteet pystyvät käsittelemään tehokkaasti suuria virtoja, mikä on ratkaisevan tärkeää, koska se mahdollistaa korkeammat kytkentätaajuudet, jotka vähentävät induktiivisten ja kapasitiivisten komponenttien vaatimuksia tehopiirien suunnittelussa.

SiC MOSFETit toimivat vetämällä virtaa niiden lähde- ja tyhjennysterminaalien välille, mikä mahdollistetaan syöttämällä positiivinen jännite niiden portteihin; tämä luo sähkökentän, joka vetää elektroneja sen p-alueen yläosasta johtavaan kanavaan, jolloin se siirtyy "päälle" -tilaan. Sitä vastoin nolla- tai negatiivinen jännite kääntää tämän vaikutuksen päinvastoin, jolloin virran kulku pysähtyy ja laite siirtyy takaisin "pois päältä" -tilaan.

Koska SiC MOSFETit ovat unipolaarisia laitteita (joissa virran kulku tapahtuu vain n-tyypin puolijohdealueiden kautta kulkevien elektronien avulla), ne voidaan kytkeä päälle suhteellisen alhaisilla tyhjennys- ja lähdejännitteillä, jolloin kytkentävastus on hyvin pieni, mikä nopeuttaa kytkentäaikoja.

Alhainen päälle-vastus

Piikarbidimosfetit on suunniteltu käytettäväksi vaativissa ympäristöissä, ja ne sopivat erinomaisesti ajovirtasuuntaajiin, moottorikäyttöön, aurinkoenergiaan ja varavoimajärjestelmiin. Niiden korkeampi hyötysuhde piilaitteisiin verrattuna mahdollistaa pienempien järjestelmien rakentamisen pienemmällä tilantarpeella ja tarjoaa samalla suuremman tehon kuin pelkät tehokkaammat piilaitteet.

SiC MOSFETit voivat saavuttaa paljon korkeampia estojännitteitä kuin IGBT:t (jopa 1200 V), mutta niiden valuma-lähde (VDS) -signaalia on kuitenkin hallittava huolellisesti korkean puolen kytkimissä, jotta vältetään ylijännite, joka voi johtaa merkittävään Joule-lämmitykseen ja laitteen vaurioitumiseen. Siksi asianmukainen hallinta edellyttää tarkkoja validointimittauksia oskilloskoopilla, jossa on tarkat anturit ja kuolleet ajat.

Tektronix tarjoaa useita työkaluja tehopuolijohteiden, kuten MOSFETien, suorituskyvyn validointiin. Lue lisää uudesta sovellusohjeestamme - MOSFET-signaalien tehokas mittaus SiC-tehoelektroniikassa.

Pieni vuoto

Piikarbidi-MOSFETien vuotovirta on pienempi kuin piistä valmistettujen vastaaviensa, mikä mahdollistaa nopeammat kytkentänopeudet ja minimoi energiahäviöt sähköjärjestelmissä.

SiC-MOSFETit kestävät paremmin lämpökatkoja kuin tavalliset piitehoiset MOSFETit ja IGBT:t, minkä ansiosta ne toimivat tehokkaasti myös lämpimämmissä ympäristön lämpötiloissa ilman ylimääräisiä jäähdytyskomponentteja. Tämän vuoksi SiC MOSFETit soveltuvat erityisen hyvin teollisuus- ja autoteollisuuden sovelluksiin, joissa kohteen tarkka paikannus tai työkaluvarren liike edellyttää tarkkaa paikannusta tai liikettä varten korkeaa servomoottorin ohjausta.

GeneSiC:n kolmannen sukupolven piikarbidi (SiC) MOSFET-valikoima sisältää huipputason paketteja ja paljaita muotteja, jotka tarjoavat nimellisarvoja 650 V:sta 6,5 kV:iin, mikä tekee niistä sopivia koviin ja resonoiviin kytkentätopologioihin, ajaa IGBT:tä tehokkaasti ja johtaa merkittävään painon ja koon pienentämiseen.