Il wafer SiC può essere utilizzato per produrre dispositivi BJT (transistor a giunzione bipolare) con bassa resistenza di conduzione e alta tensione di blocco fino a decine di kilovolt. Per le applicazioni con una tensione di blocco di 4,5 kV e superiore, i dispositivi di potenza SiC bipolari avranno un valore applicativo più pratico rispetto ai dispositivi di potenza SiC unipolari. Rispetto alla maggior parte dei transistor ad effetto di campo, il BJT ha una maggiore capacità di elaborazione del vettore, una minore resistenza di conduzione ed è un componente importante di altri dispositivi bipolari.PAM-XIAMENpuò far crescere il wafer epitassiale SiC BJT per soddisfare le vostre applicazioni. Prendiamo ad esempio la seguente struttura:
1. Struttura di base del BJT su 4H-SiC
| Strato Epi | Spessore | Concentrazione di doping |
| n-contatto | 40nm | 9×1019cm-3 |
| n-emettitore | 100nm | 3×1019cm-3 |
| p-base | 140nm | 8×1018cm-3 |
| n-collettore | 1000 nm | 8×1015cm-3 |
| n-strato tampone | 700 nm | 1×1019cm-3 |
| Substrato semiisolante 4H-SiC | ~1018cm-3 |
2. Cos'è il BJT?
BJT è un dispositivo elettronico a tre terminali costituito da tre diversi semiconduttori drogati. Il flusso di carica nel transistor è dovuto principalmente alla diffusione e al movimento di deriva dei portatori sulla giunzione PN. Il funzionamento di questo tipo di transistor prevede il flusso di portatori sia di elettroni che di lacune, quindi è chiamato bipolare e noto anche come transistor portante bipolare.
In base alla polarità può essere suddiviso in tipi PNP e NPN:
Transistor SiC BJT di tipo NPN: è costituito da due strati di regioni drogate di tipo N e uno strato di semiconduttore drogato di tipo P (base) tra i due. La piccola corrente in ingresso alla base verrà amplificata, risultando in una maggiore corrente dell'emettitore del collettore. Quando la tensione di base di un transistor di tipo NPN è superiore alla tensione di emettitore e la tensione di collettore è superiore alla tensione di base, il transistor è in uno stato di amplificazione diretta. In questo stato c'è corrente tra il collettore e l'emettitore del transistor. La corrente amplificata è il risultato degli elettroni iniettati nella regione di base dall'emettitore (che sono portatori minoritari nella regione di base) che vanno alla deriva verso il collettore sotto la spinta di un campo elettrico. A causa della maggiore mobilità degli elettroni rispetto alla mobilità delle lacune, la maggior parte dei transistor bipolari attualmente utilizzati sono di tipo NPN.
BJT SiC di tipo PNP: è costituito da due strati di regioni drogate di tipo P e uno strato di semiconduttore drogato di tipo N tra i due. La piccola corrente che scorre attraverso la base può essere amplificata all'estremità dell'emissione. Vale a dire, quando la tensione di base di un transistor PNP è inferiore a quella dell'emettitore, la tensione del collettore è inferiore a quella della base e il transistor si trova nella regione di amplificazione diretta.
Fig.1 Diagramma schematico del simbolo del circuito SiC BJT (frecce che rappresentano la direzione del flusso di corrente in entrata e in uscita)
In molti casi, i BJT SiC sono più facili da preparare rispetto ai MOSFET di potenza SiC e i BJT in carburo di silicio non incontreranno problemi in cui la qualità dello strato di ossido influisce seriamente sulle caratteristiche del dispositivo. Tuttavia, BJT è un dispositivo di controllo della corrente con una corrente di pilotaggio in ingresso più elevata e un'impedenza di ingresso inferiore nello stato aperto. Ciò comporterà un'ulteriore dissipazione di potenza, complicando la progettazione del circuito di pilotaggio.
3. Applicazioni del SiC BJT
Il SiC BJT viene generalmente applicato nei seguenti due aspetti:
Applicazioni ad alta tensione e corrente elevata: grazie all'elevata tensione di resistenza e alla capacità di trasporto di corrente, l'elettronica di base SiC BJT presenta vantaggi nelle applicazioni ad alta tensione e corrente elevata, come i sistemi di trasmissione e distribuzione di potenza.
Applicazioni lineari: SiC BJT funziona bene in applicazioni lineari come amplificatori audio e gestione della potenza. Possono fornire una minore distorsione e una maggiore linearità.
Per ulteriori informazioni potete contattarci via e-mail all'indirizzovictorchan@powerwaywafer.com e powerwaymaterial@gmail.com.