Il dispositivo a tiristore di spegnimento con gate ad altissima tensione (GTO) basato su 4H-SiC, sotto l'azione dell'iniezione portante bidirezionale e degli effetti di modulazione della conduttività, può resistere all'alta tensione ottenendo corrente passante, soddisfacendo i requisiti di applicazioni ad altissima potenza in termini di densità di potenza e affidabilità. PAM-XIAMEN può crescereStruttura epitassiale 4H-SiCper la fabbricazione di dispositivi GTO. Prendiamo ad esempio la seguente struttura:
1. Struttura epitassiale SiC GTO
| Strato Epi | Spessore | Concentrazione di doping |
| Anodo P+ | 2,5um | 1×1019cm-3 |
| Base N+ | 2um | 8×1017cm-3 |
| P-deriva | 50um | 2×1014cm-3 |
| Strato tampone P+ | ||
| N+ livello di arresto depositato | ||
| Substrato N+ 4H-SiC |
2. CosaÈ unTiristore di spegnimento del cancello?
Il tiristore di spegnimento del gate è un tipo di tiristore con capacità di autospegnimento e caratteristiche del tiristore. Se all'anodo viene applicata una tensione diretta e al gate viene applicata una corrente di attivazione diretta, il GTO conduce. In caso di conduzione, il gate viene accoppiato con una corrente impulsiva di trigger inverso sufficientemente grande e il GTO passa dalla conduzione al blocco. Sebbene le sue prestazioni siano inferiori a quelle dei transistor bipolari a gate isolato e dei transistor ad effetto di campo di potenza, presenta i vantaggi di resistenza all'alta tensione, grande capacità di corrente e forte resistenza ai picchi di tiristori generali. Pertanto, GTO ha gradualmente sostituito i normali tiristori ed è diventato il principale dispositivo di commutazione nei dispositivi convertitori di grande e media capacità.
La struttura del tiristore con spegnimento assistito dal gate SiC può essere divisa in due tipi: simmetrico e asimmetrico. Il GTO simmetrico ha un'elevata tensione di rottura sia in direzione diretta che inversa, mentre il GTO asimmetrico ha generalmente una tensione di rottura diretta molto più elevata rispetto alla tensione di rottura inversa. La valvola del convertitore utilizzata nei sistemi di trasmissione CC ad alta tensione richiede una tensione di rottura più elevata sia in direzione diretta che inversa.
3.SiC GmangiòTurna-OssTiristoreAapplicazione
SiC GTO è molto adatto per applicazioni con commutazione con velocità di variazione rapida della corrente (di/dt) a correnti di picco estremamente elevate. Attualmente può realizzare decine di migliaia di operazioni affidabili. Rispetto ai dispositivi di commutazione di potenza controllati in tensione, SiC GTO non ha ossigeno al gate e può essere utilizzato in condizioni difficili ad alta temperatura. L'applicazione di dispositivi di commutazione di potenza SiC GTO ad altissima tensione (superiore a 10 kV) in campi civili come la trasmissione di corrente continua e flessibile ad alta tensione, l'azionamento di motori e la trazione elettrica è molto importante per migliorare le prestazioni di trasmissione di potenza, propulsione e sistemi di trazione.
Nei dispositivi di potenza ad alta tensione, il tiristore di spegnimento del gate basato su SiC ha le caratteristiche di forte capacità di elaborazione della corrente, livello di alta tensione, bassa corrente di dispersione e caratteristiche di spegnimento rapido; Inoltre, ha una resistenza di conduzione inferiore rispetto ai MOSFET SiC, una caduta di tensione di conduzione inferiore, un consumo energetico inferiore e una temperatura operativa più elevata rispetto agli IGBT Si e agli IGBT SiC.
Per ulteriori informazioni potete contattarci via e-mail all'indirizzovictorchan@powerwaywafer.com e powerwaymaterial@gmail.com.