SiC 웨이퍼는 낮은 전도 저항과 최대 수십 킬로볼트의 높은 차단 전압을 갖춘 BJT(바이폴라 접합 트랜지스터) 장치를 제조하는 데 사용할 수 있습니다. 차단 전압이 4.5kV 이상인 애플리케이션의 경우 바이폴라 SiC 전력 장치는 유니폴라 SiC 전력 장치보다 실용적인 응용 가치가 더 높습니다. 대부분의 전계 효과 트랜지스터와 비교하여 BJT는 캐리어 처리 능력이 더 높고 전도 저항이 낮으며 다른 바이폴라 장치의 중요한 구성 요소입니다.PAM-하문귀하의 애플리케이션에 맞게 SiC BJT 에피택셜 웨이퍼를 성장시킬 수 있습니다. 예를 들어 다음 구조를 살펴보겠습니다.

1. 4H-SiC 기반 BJT의 기본 구조

2. BJT란?

BJT는 3개의 서로 다른 도핑된 반도체로 만들어진 3개의 단자를 가진 전자 장치입니다. 트랜지스터의 전하 흐름은 주로 PN 접합에서 캐리어의 확산 및 드리프트 운동으로 인해 발생합니다. 이러한 유형의 트랜지스터의 작동에는 전자와 정공 캐리어의 흐름이 모두 포함되므로 바이폴라라고 하며 바이폴라 캐리어 트랜지스터라고도 합니다.

극성에 따라 PNP형과 NPN형으로 나눌 수 있습니다.

NPN형 SiC BJT 트랜지스터: 두 개의 N형 도핑 영역 레이어와 두 레이어 사이의 P형 도핑 반도체 레이어(베이스)로 구성됩니다. 베이스에 입력되는 작은 전류가 증폭되어 콜렉터 이미터 전류가 더 커집니다. NPN형 트랜지스터의 베이스 전압이 이미터 전압보다 높고 콜렉터 전압이 베이스 전압보다 높을 때 트랜지스터는 순방향 증폭 상태에 있습니다. 이 상태에서는 트랜지스터의 컬렉터와 이미터 사이에 전류가 흐릅니다. 증폭된 전류는 전기장의 압력에 따라 이미터(베이스 영역의 소수 캐리어)가 컬렉터로 표류함으로써 베이스 영역에 주입된 전자의 결과입니다. 정공 이동도보다 전자 이동도가 높기 때문에 현재 사용되는 대부분의 바이폴라 트랜지스터는 NPN형입니다.

PNP형 SiC BJT: 두 개의 P형 도핑 영역 레이어와 두 레이어 사이의 N형 도핑 반도체 레이어로 구성됩니다. 베이스를 통해 흐르는 작은 전류는 방출 끝에서 증폭될 수 있습니다. 즉, PNP 트랜지스터의 베이스 전압이 이미터보다 낮을 때 콜렉터 전압은 베이스보다 낮고 트랜지스터는 순방향 증폭 영역에 있게 됩니다.

그림 1 SiC BJT 회로 기호의 개략도(전류 유입 및 유출 방향을 나타내는 화살표)

많은 경우 SiC BJT는 SiC 전력 MOSFET보다 준비하기가 더 쉽고, 실리콘 카바이드 BJT는 산화물 층의 품질이 장치 특성에 심각한 영향을 미치는 문제에 직면하지 않습니다. 그러나 BJT는 개방 상태에서 입력 구동 전류가 높고 입력 임피던스가 낮은 전류 제어 장치입니다. 이로 인해 추가적인 전력 손실이 발생하여 구동 회로 설계가 복잡해집니다.

3. SiC BJT의 응용

SiC BJT는 일반적으로 다음 두 가지 측면에서 적용됩니다.

고전압 및 고전류 애플리케이션: SiC BJT 기본 전자 장치는 높은 내전압 및 전류 전달 용량으로 인해 송전 및 배전 시스템과 같은 고전압 및 고전류 애플리케이션에서 이점을 갖습니다.

선형 애플리케이션: SiC BJT는 오디오 증폭기 및 전력 관리와 같은 선형 애플리케이션에서 탁월한 성능을 발휘합니다. 이는 더 낮은 왜곡과 더 높은 선형성을 제공할 수 있습니다.

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