La oblea de SiC se puede utilizar para fabricar dispositivos BJT (transistor de unión bipolar) con baja resistencia de conducción y alto voltaje de bloqueo de hasta decenas de kilovoltios. Para aplicaciones con un voltaje de bloqueo de 4,5 kV y superior, los dispositivos de potencia de SiC bipolares tendrán un valor de aplicación más práctico que los dispositivos de potencia de SiC unipolares. En comparación con la mayoría de los transistores de efecto de campo, BJT tiene una mayor capacidad de procesamiento de portadores, una menor resistencia de conducción y es un componente importante de otros dispositivos bipolares.PAM-XIAMENPuede hacer crecer una oblea epitaxial de SiC BJT para satisfacer sus aplicaciones. Tomemos como ejemplo la siguiente estructura:

1. Estructura básica de BJT en 4H-SiC

2. ¿Qué es BJT?

BJT es un dispositivo electrónico con tres terminales fabricados con tres semiconductores dopados diferentes. El flujo de carga en el transistor se debe principalmente al movimiento de difusión y deriva de los portadores en la unión PN. El funcionamiento de este tipo de transistor implica el flujo de portadores tanto de electrones como de huecos, de ahí que se le llame bipolar y también se le conozca como transistor portador bipolar.

Según la polaridad, se puede dividir en tipos PNP y NPN:

Transistor SiC BJT de tipo NPN: consta de dos capas de regiones dopadas de tipo N y una capa de semiconductor (base) dopado de tipo P entre ambas. La pequeña entrada de corriente a la base se amplificará, lo que dará como resultado una corriente colector-emisor mayor. Cuando el voltaje de base de un transistor tipo NPN es mayor que el voltaje del emisor y el voltaje del colector es mayor que el voltaje de base, el transistor se encuentra en un estado de amplificación directa. En este estado, hay corriente entre el colector y el emisor del transistor. La corriente amplificada es el resultado de los electrones inyectados en la región de la base por el emisor (que son portadores minoritarios en la región de la base) que se desplazan hacia el colector bajo el impulso de un campo eléctrico. Debido a la mayor movilidad de los electrones que de los huecos, la mayoría de los transistores bipolares utilizados actualmente son del tipo NPN.

PNP tipo SiC BJT: consta de dos capas de regiones dopadas de tipo P y una capa de semiconductor dopado de tipo N entre las dos. La pequeña corriente que fluye a través de la base se puede amplificar en el extremo de emisión. Es decir, cuando el voltaje de base de un transistor PNP es menor que el del emisor, el voltaje del colector es menor que el de la base y el transistor está en la región de amplificación directa.

Fig.1 Diagrama esquemático del símbolo del circuito SiC BJT (flechas que representan la dirección de entrada y salida de corriente)

En muchos casos, los BJT de SiC son más fáciles de preparar que los MOSFET de potencia de SiC, y los BJT de carburo de silicio no encontrarán problemas en los que la calidad de la capa de óxido afecte seriamente las características del dispositivo. Sin embargo, BJT es un dispositivo de control de corriente con mayor corriente de entrada y menor impedancia de entrada en el estado abierto. Esto dará como resultado una disipación de energía adicional, lo que complicará el diseño del circuito de accionamiento.

3. Aplicaciones de SiC BJT

SiC BJT se aplica generalmente en los dos aspectos siguientes:

Aplicaciones de alto voltaje y alta corriente: debido a su alto voltaje soportado y capacidad de carga de corriente, la electrónica básica SiC BJT tiene ventajas en aplicaciones de alto voltaje y alta corriente, como sistemas de transmisión y distribución de energía.

Aplicaciones lineales: SiC BJT funciona bien en aplicaciones lineales como amplificadores de audio y administración de energía. Pueden proporcionar una menor distorsión y una mayor linealidad.

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