(SiC功率元器件) 所谓SiC-SBD－与Si-PND的正向电压比较

跳跃的开发板

前面对SiC-SBD和Si-PND的反向恢复特性进行了比较。下面对二极管最基本的特性–正向电压VF特性的区别进行说明。
SiC-SBD和Si-PND正向电压特性的区别
二极管的正向电压VF无限接近零、对温度稳定是比较理想的，但事实是不是零、并会受温度影响而变动。为了使大家了解SiC-SBD的VF特性，下面与Si-PND的FRD（快速恢复二极管）进行比较。

下图是相对于SiC-SBD和Si-FRD的正向电流IF的VF特性图。是从25℃到200℃按8个级别的温度条件测量的数据。
SiC-SBD随着温度的上升，IF开始流动，VF有些下降，但因电阻上升，斜率变缓和，在正常使用范围的IF下，VF上升。
Si-FRD随着温度的上升，VF单纯地下降。如图中的线条轨迹所示，无论哪个温度，斜率基本相同，VF单纯下降。
这些特性取决于其各自的物理特性和结构，但也各有各的优缺点。刚才提到理想的二极管。那么，Si-FRD的VF随着温度升高而下降，传导损耗减少，看起来好像是好事，但随着VF的下降，IF增加，即使损耗略有下降，但发热増加量更胜一筹，甚至可能陷入VF下降、IF增加的热失控状态。
而SiC-SBD随着温度升高，VF变高，不会热失控。但是VF上升，因此具有IFSM（瞬间大电流耐受能力）比Si-FRD低的缺点。
SiC-SBD的VF特性改善
为提升具有卓越本质的SiC-SBD的特性，使之更加易用，开发了VF降低的新一代产品。ROHM开发了第2代系列产品。ROHM的第1代产品及其他公司类似产品的VF当IF＝10A时为1.5V，而第2代产品的VF低至1.35V。下图是参考值，是25℃和125℃时的IF vs VF示意图。



红色线条是ROHM第2代SiC-SBD的VF特性。
trr和VF损耗相关的研究
本篇介绍了SiC-SBD和Si-FRD的VF特性区别，下面看一下包括前篇的trr特性在内的损耗相关内容。
为对SiC-SBD进行说明，对trr和VF进行了与Si-PND（FRD）的比较，这是有原因的。左下图是本章开头对Si二极管和SiC二极管的耐压范围进行说明时使用的。关键在于，Si-PND/FRD和SiC-SBD的耐压范围基本相同，可用于相同应用。SiC-SBD是新的元器件，换个说法可以说，现有Si-PND/FRD覆盖的范围基本上都可以用SiC-SBD替换。
尤其是高速性很重要的应用等，在Si-FRD和SiC-SBD两者间权衡时，要想选出最适当的二极管，需要理解两者的特性。另外，毋庸置言，在探讨事项中“损耗降低”是最重要的课题。
前篇的trr对应开关损耗，本篇的VF对应传导损耗。关于Si-FRD和SiC-SBD，右下图是这两种损耗的情况。



trr越快VF越低，综合损耗越小。Si-FRD是trr越快，VF反而增加。而第2代SiC-SBD在保持传统SiC-SBD高速trr的基础上，将VF从1.5V降低到1.35V。
在目前情况下，功率Si-FRD和SiC-SBD中，第2代SiC-SBD最具有降低损耗的可能性。

＜ 相关产品信息 ＞
                               

                                       

• SiC-SBD
  
• Si-PND
  
• Si-FRD
  
• FRD                               
  

关键要点:

・SiC-SBD的VF随着温度升高而上升，但Si-PND（FRD）的VF是下降的。
・高温下SiC-SBD的VF上升会使IFSM下降，但不会像VF下降的Si-PND（FRD）那样热失控。
・第2代SiC-SBD可以说是目前情况下降低VF、最有助于降低损耗的功率二极管。