Bolacha SiC BJT *S

Bolacha SiC BJT *S

O wafer SiC pode ser usado para fabricar dispositivos BJT (transistor de junção bipolar) com baixa resistência de condução e alta tensão de bloqueio de até dezenas de quilovolts. Para aplicações com tensão de bloqueio de 4,5kV e superior, os dispositivos de alimentação bipolares de SiC terão um valor de aplicação mais prático do que os dispositivos de alimentação unipolares de SiC. Comparado com a maioria dos transistores de efeito de campo, o BJT possui maior capacidade de processamento de portadora, menor resistência de condução e é um componente importante de outros dispositivos bipolares.PAM-XIAMENpode cultivar wafer epitaxial SiC BJT para atender às suas aplicações. Tomemos como exemplo a seguinte estrutura:

Bolacha SiC BJT

1. Estrutura Básica do BJT em 4H-SiC

Camada Epi Espessura Concentração de dopagem
n- contato 40 nm 9×1019cm-3
n- emissor 100nm 3x1019cm-3
p-base 140 nm 8×1018cm-3
n-colecionador 1000nm 8×1015cm-3
n-camada tampão 700nm 1×1019cm-3
Substrato semi-isolante 4H-SiC   ~1018cm-3

 

2. O que é BJT?

BJT é um dispositivo eletrônico com três terminais feitos de três semicondutores dopados diferentes. O fluxo de carga no transistor é principalmente devido à difusão e ao movimento de deriva dos portadores na junção PN. A operação deste tipo de transistor envolve o fluxo de portadores de elétrons e de buracos, por isso é chamado de bipolar e também conhecido como transistor portador bipolar.

De acordo com a polaridade, pode ser dividido em tipos PNP e NPN:

Transistor SiC BJT tipo NPN: consiste em duas camadas de regiões dopadas tipo N e uma camada de semicondutor dopado tipo P (base) entre as duas. A pequena entrada de corrente para a base será amplificada, resultando em uma corrente maior do coletor-emissor. Quando a tensão de base de um transistor do tipo NPN é maior que a tensão do emissor e a tensão do coletor é maior que a tensão de base, o transistor está em um estado de amplificação direta. Neste estado, existe uma corrente entre o coletor e o emissor do transistor. A corrente amplificada é o resultado de elétrons injetados na região de base pelo emissor (que são portadores minoritários na região de base) indo para o coletor sob o impulso de um campo elétrico. Devido à maior mobilidade de elétrons do que a mobilidade de buracos, a maioria dos transistores bipolares usados ​​atualmente são do tipo NPN.

SiC BJT tipo PNP: consiste em duas camadas de regiões dopadas tipo P e uma camada de semicondutor dopado tipo N entre as duas. A pequena corrente que flui através da base pode ser amplificada no final da emissão. Ou seja, quando a tensão de base de um transistor PNP é menor que a do emissor, a tensão do coletor é menor que a de base e o transistor está na região de amplificação direta.

Símbolos do circuito BJT

Fig.1 Diagrama esquemático do símbolo do circuito SiC BJT (setas representando a direção de entrada e saída de corrente)

Em muitos casos, os BJTs de SiC são mais fáceis de preparar do que os MOSFETs de potência de SiC, e os BJTs de carboneto de silício não encontrarão problemas em que a qualidade da camada de óxido afete seriamente as características do dispositivo. No entanto, o BJT é um dispositivo de controle de corrente com maior corrente de entrada e menor impedância de entrada no estado aberto. Isso resultará em dissipação adicional de energia, complicando o projeto do circuito de acionamento.

3. Aplicações de SiC BJT

O SiC BJT é geralmente aplicado nos dois aspectos a seguir:

Aplicações de alta tensão e alta corrente: Devido à sua alta tensão suportável e capacidade de transporte de corrente, a eletrônica básica SiC BJT tem vantagens em aplicações de alta tensão e alta corrente, como sistemas de transmissão e distribuição de energia.

Aplicações lineares: O SiC BJT funciona bem em aplicações lineares, como amplificadores de áudio e gerenciamento de energia. Eles podem fornecer menor distorção e maior linearidade.

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