2020-03-17
2020-03-09
le champ de claquage élevé et la conductivité thermique élevée de sic couplé avec la haute jonction opérationnelle
les températures permettent théoriquement des densités et des rendements extrêmement élevés
dispositifs. le champ de rupture élevé de sic par rapport au silicium permet à la région de tension de blocage d'un
dispositif d'alimentation d'environ 10 fois plus mince et 10 fois plus lourd, ce qui permet de
diminution bénéfique de la résistance de blocage à la même tension nominale. énergie significative
les pertes dans de nombreux circuits de système haute puissance en silicium, en particulier la commande par moteur à commutation dure et la puissance
circuits de conversion, proviennent de la perte d'énergie de commutation à semi-conducteurs. tandis que la physique de
perte de commutation de dispositif à semi-conducteurs sont discutés en détail ailleurs, la perte d'énergie de commutation est
souvent fonction du temps d'arrêt du dispositif de commutation à semi-conducteurs, généralement défini comme
intervalle de temps entre l'application d'un biais d'arrêt et le moment où l'appareil coupe la plupart des
du flux de courant. en général, plus un appareil s'éteint rapidement, plus sa perte d'énergie est réduite
circuit de conversion de puissance. pour des raisons de topologie de l'appareil discutées dans les références 3,8, et 19-21, sic
Un champ de claquage élevé et un bandgap à large énergie permettent une commutation de puissance beaucoup plus rapide que possible
dans des dispositifs de commutation de puissance de silicium à tension nominale comparable à un ampèremètre. le fait que le fonctionnement à haute tension
est réalisé avec beaucoup plus minces régions de blocage en utilisant sic permet une commutation beaucoup plus rapide (pour des
tension nominale) dans les structures de dispositifs de puissance unipolaire et bipolaire. par conséquent, le pouvoir basé sur sic
les convertisseurs pourraient fonctionner à des fréquences de commutation plus élevées avec une efficacité beaucoup plus grande (c'est-à-dire, moins de commutation
perte d'énergie). fréquence de commutation plus élevée dans les convertisseurs de puissance est hautement souhaitable, car il
permet l'utilisation de plus petits condensateurs, inducteurs et transformateurs, ce qui peut réduire considérablement
la taille, le poids et le coût du convertisseur de puissance.
tandis que la plus petite résistance de sic et une commutation plus rapide aide à minimiser la perte d'énergie et la génération de chaleur,
La conductivité thermique élevée de sic permet une élimination plus efficace de l'énergie thermique résiduelle
dispositif. parce que l'efficacité du rayonnement de l'énergie thermique augmente considérablement avec l'augmentation de la différence de température
entre l'appareil et le refroidissement ambiant, la capacité de sic à fonctionner à des températures de jonction
un refroidissement beaucoup plus efficace, de sorte que les dissipateurs thermiques et les autres dispositifs de refroidissement de l'appareil (c'est-à-dire, le ventilateur
refroidissement, liquide de refroidissement, climatisation, radiateurs de chaleur, etc.) généralement nécessaire pour garder les dispositifs de forte puissance
de la surchauffe peut être fait beaucoup plus petit ou même éliminé.
alors que la discussion précédente a porté sur la commutation de haute puissance pour la conversion de puissance, beaucoup de
les mêmes arguments peuvent être appliqués aux dispositifs utilisés pour générer et amplifier les signaux RF utilisés dans les
applications de communication. en particulier, la tension de claquage élevée et la conductivité thermique élevée
couplé avec la vitesse élevée de saturation de support permettent aux dispositifs à micro-ondes sic de gérer une puissance beaucoup plus élevée
densités que leurs contreparties silicium ou gaas rf, malgré l'inconvénient de sic dans le transporteur à faible champ
mobilité.