5-6-4-1-1 SiC Schottky rectificadores de potencia.

4H-SiC diodos Schottky de potencia (con tensiones de bloqueo nominal de hasta 1200 V y valoradas corrientes en el estado de hasta 20 A partir de este escrito) ahora están disponibles comercialmente. La estructura básica de estos diodos unipolares es un contacto de metal Schottky ánodo modelado que residen en la parte superior de un relativamente delgada (aproximadamente del orden de 10 m de espesor) capa homoepitaxial ligeramente dopado-n crecido en una mucho más gruesa (alrededor de 200-300 micras) de baja resistividad de tipo n 4H-SiC sustrato (8 ° fuera del eje, como se discute en la Sección 5.4.4.2) con la metalización de contacto trasera cátodo. estructuras de anillo de protección (por lo general de tipo p implantes) se emplean generalmente para minimizar los efectos de campo de hacinamiento eléctrico alrededor de los bordes del contacto del ánodo. Die pasivación y ayuda envases prevenir la formación de arcos / superficie de flameo perjudicial para el funcionamiento del dispositivo fiable.

La principal aplicación de estos dispositivos hasta la fecha ha sido fuentes de alimentación conmutadas, donde (en consonancia con lo expuesto en la Sección 5.3.2) de conmutación más rápido con menos pérdida de potencia del rectificador de Schottky SiC ha permitido mayor frecuencia de operación y la reducción de los condensadores, inductores y el tamaño de fuente de alimentación general y peso. En particular, la ausencia efectiva de almacenamiento de carga de portadores minoritarios permite a los dispositivos de SiC Schottky unipolares para apagar mucho más rápido que los rectificadores de silicio (que debe ser PN diodos de unión por encima de ~ 200 V de bloqueo), que debe disipar inyectados energía de carga de portadores minoritarios cuando se apaga . A pesar de que el coste de las piezas de rectificadores de SiC ha sido mayor que compiten rectificadores de silicio, se logra sin embargo un coste del sistema de alimentación más baja en general con beneficios útiles de rendimiento. Cabe señalar, sin embargo, que los cambios en el diseño de circuitos son a veces necesarias para mejorar mejor las capacidades de circuito con una fiabilidad aceptable cuando la sustitución de silicio con componentes de SiC.

Como se discute en la Sección 5.4.5, la calidad del material SiC limita actualmente las votaciones de corriente y tensión de los diodos Schottky SiC. En condiciones de alta polarización directa, Schottky diodo de conducción de corriente está limitada principalmente por la resistencia en serie de la capa de bloqueo ligeramente dopado. El hecho de que esta resistencia en serie aumenta con la temperatura (debido a la disminución de la movilidad del portador epicapa) acciona equilization de altas corrientes hacia adelante a través de cada diodo cuando múltiples diodos Schottky están en paralelo para manejar altas clasificaciones actuales sobre el estado.