SiC-Wafer können zur Herstellung von BJT-Geräten (Bipolar-Junction-Transistor) mit niedrigem Leitungswiderstand und hoher Sperrspannung von bis zu mehreren zehn Kilovolt verwendet werden. Für Anwendungen mit einer Sperrspannung von 4,5 kV und höher haben bipolare SiC-Leistungsgeräte einen größeren praktischen Anwendungswert als unipolare SiC-Leistungsgeräte. Im Vergleich zu den meisten Feldeffekttransistoren verfügt BJT über eine höhere Trägerverarbeitungsfähigkeit, einen geringeren Leitungswiderstand und ist ein wichtiger Bestandteil anderer bipolarer Geräte.PAM-XIAMENkann epitaktische SiC-BJT-Wafer wachsen lassen, um Ihre Anwendungen zu erfüllen. Nehmen Sie zum Beispiel die folgende Struktur:

1. Grundstruktur von BJT auf 4H-SiC

2. Was ist BJT?

BJT ist ein elektronisches Gerät mit drei Anschlüssen aus drei unterschiedlich dotierten Halbleitern. Der Ladungsfluss im Transistor ist hauptsächlich auf die Diffusion und Driftbewegung der Ladungsträger am PN-Übergang zurückzuführen. Der Betrieb dieses Transistortyps erfordert den Fluss sowohl von Elektronen- als auch Lochträgern, daher wird er als bipolarer Transistor und auch als bipolarer Trägertransistor bezeichnet.

Je nach Polarität kann man ihn in PNP- und NPN-Typen unterteilen:

SiC-BJT-Transistor vom NPN-Typ: besteht aus zwei Schichten aus N-Typ-dotierten Bereichen und einer Schicht aus P-Typ-dotiertem Halbleiter (Basis) zwischen den beiden. Der kleine Stromeingang zur Basis wird verstärkt, was zu einem größeren Kollektor-Emitter-Strom führt. Wenn die Basisspannung eines NPN-Transistors höher als die Emitterspannung und die Kollektorspannung höher als die Basisspannung ist, befindet sich der Transistor in einem Vorwärtsverstärkungszustand. In diesem Zustand fließt ein Strom zwischen Kollektor und Emitter des Transistors. Der verstärkte Strom ist das Ergebnis der vom Emitter in den Basisbereich injizierten Elektronen (Minoritätsträger im Basisbereich), die unter dem Druck eines elektrischen Feldes zum Kollektor wandern. Aufgrund der höheren Elektronenmobilität als der Lochmobilität sind die meisten derzeit verwendeten Bipolartransistoren NPN-Typen.

SiC-BJT vom PNP-Typ: besteht aus zwei Schichten aus P-Typ-dotierten Bereichen und einer Schicht aus N-Typ-dotiertem Halbleiter zwischen den beiden. Der kleine Strom, der durch die Basis fließt, kann am Emissionsende verstärkt werden. Das heißt, wenn die Basisspannung eines PNP-Transistors niedriger als die Emitterspannung ist, ist die Kollektorspannung niedriger als die Basisspannung und der Transistor befindet sich im Vorwärtsverstärkungsbereich.

Abb.1 Schematische Darstellung des SiC-BJT-Schaltkreissymbols (Pfeile stellen die Richtung des Stromzuflusses und -abflusses dar)

In vielen Fällen sind SiC-BJTs einfacher herzustellen als SiC-Leistungs-MOSFETs, und bei Siliziumkarbid-BJTs treten keine Probleme auf, bei denen die Qualität der Oxidschicht die Geräteeigenschaften ernsthaft beeinträchtigt. BJT ist jedoch ein Stromsteuergerät mit höherem Eingangstreiberstrom und niedrigerer Eingangsimpedanz im offenen Zustand. Dies führt zu einer zusätzlichen Verlustleistung, was den Entwurf der Ansteuerschaltung verkompliziert.

3. Anwendungen von SiC BJT

SiC BJT wird im Allgemeinen in den folgenden zwei Aspekten angewendet:

Hochspannungs- und Hochstromanwendungen: Aufgrund ihrer hohen Spannungsfestigkeit und Strombelastbarkeit bietet SiC-BJT-Basiselektronik Vorteile bei Hochspannungs- und Hochstromanwendungen, wie z. B. Energieübertragungs- und -verteilungssystemen.

Lineare Anwendungen: SiC BJT eignet sich gut für lineare Anwendungen wie Audioverstärker und Energiemanagement. Sie können eine geringere Verzerrung und eine höhere Linearität bieten.

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