PPTSiC功率半导体器件的优势及发展前景.pdf
这份PPT主要介绍了SiC功率半导体器件的优势与发展前景，内容涵盖SiC器件的背景、优势、应用和发展趋势。
**1. SiC功率半导体器件的背景：**
* 介绍了Si功率半导体器件的发展历程，从双极晶体管（BJT）、晶闸管（SCR）到MOSFET和IGBT，分析了不同代器件的特点和局限性，如Si材料的限制导致器件的工作温度、电压、电流密度等方面受到限制。
* Si材料的局限性主要体现在较低的临界击穿场强、较小的禁带宽度和较低的热导率，这限制了Si器件的性能。
**2. SiC功率半导体器件的优势：**
* SiC作为第三代半导体材料，与Si和GaAs相比具有显著优势。
* **材料特性：**
* 禁带宽度大，本征温度高，SiC器件工作温度可达600°C。
* 击穿场强高，SiC器件的最高工作电压比Si器件高，导通电阻低，开关损耗小。
* 热导率高，电子漂移速度快，适合高温高频工作。
* **器件优势：**
* SiC P-i-N二极管在相同反向耐压下，飘移区的掺杂浓度可以更高，厚度更薄，正向导通损耗更低。
* SiC肖特基二极管恢复时间快，击穿电压高。
* SiC MOSFET的导通电阻低，安全工作区大。
* SiC巴利格复合结构能实现常截止的高压功率开关。
* SiC平面功率MOSFET比Si器件具有更低的导通电阻。
* SiC槽栅功率MOSFET的导通电阻比平面功率MOSFET改善约10倍。
**3. SiC功率半导体器件的应用与发展前景：**
* SiC功率半导体器件在电力电子领域有广阔应用前景，包括开关电源、马达控制、太阳能逆变器、军用设备等。
* **应用实例：**
* Cree公司推出了SiC肖特基二极管，并在IGBT续流二极管方面有所应用。
* SiC器件在军用领域中的应用，如10kV/50A的PiN整流器件和10kV的MOSFET。
* SiC MOSFET在太阳能逆变器中的应用，提高了效率。
* 展示了SiC器件在混合动力汽车（HEV）推进系统中的应用，可以降低转换器损耗，提高系统效率，减少冷却需求。
* **发展趋势：**
* SiC功率器件价格将下降，应用将更广泛。
* SiC MOSFET有望替代Si的IGBT，SiC肖特基二极管将替代Si的PiN整流二极管。
* SiC器件的应用将有利于简化电路结构，带来更好的效益。
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