Tấm wafer SiC có thể được sử dụng để sản xuất các thiết bị BJT (bóng bán dẫn tiếp giáp lưỡng cực) có điện trở dẫn thấp và điện áp chặn cao lên đến hàng chục kilovolt. Đối với các ứng dụng có điện áp chặn từ 4,5kV trở lên, thiết bị nguồn SiC lưỡng cực sẽ có giá trị ứng dụng thực tế hơn thiết bị nguồn SiC đơn cực. So với hầu hết các bóng bán dẫn hiệu ứng trường, BJT có khả năng xử lý sóng mang cao hơn, điện trở dẫn thấp hơn và là thành phần quan trọng của các thiết bị lưỡng cực khác.PAM-Hạ Môncó thể phát triển tấm wafer epiticular SiC BJT để đáp ứng các ứng dụng của bạn. Lấy cấu trúc sau đây làm ví dụ:
1. Cấu trúc cơ bản của BJT trên 4H-SiC
| Lớp epi | Độ dày | Nồng độ pha tạp |
| n-liên hệ | 40nm | 9×1019cm-3 |
| n-máy phát | 100nm | 3×1019cm-3 |
| p-cơ sở | 140nm | 8×1018cm-3 |
| n-người thu thập | 1000nm | 8×1015cm-3 |
| n-lớp đệm | 700nm | 1 × 1019cm-3 |
| Chất nền 4H-SiC bán cách điện | ~1018cm-3 |
2. BJT là gì?
BJT là một thiết bị điện tử có ba cực được làm từ ba chất bán dẫn pha tạp khác nhau. Dòng điện tích trong bóng bán dẫn chủ yếu là do sự khuếch tán và chuyển động trôi dạt của các hạt tải điện tại điểm nối PN. Hoạt động của loại bóng bán dẫn này liên quan đến dòng chảy của cả hạt mang điện tử và lỗ trống, do đó nó được gọi là bóng bán dẫn lưỡng cực và còn được gọi là bóng bán dẫn mang lưỡng cực.
Theo cực tính, nó có thể được chia thành các loại PNP và NPN:
Bóng bán dẫn SiC BJT loại NPN: bao gồm hai lớp vùng pha tạp loại N và một lớp bán dẫn pha tạp loại P (đế) ở giữa hai lớp. Dòng điện nhỏ đầu vào vào đế sẽ được khuếch đại, dẫn đến dòng điện cực phát của bộ thu lớn hơn. Khi điện áp cơ sở của bóng bán dẫn loại NPN cao hơn điện áp bộ phát và điện áp bộ thu cao hơn điện áp cơ sở, bóng bán dẫn ở trạng thái khuếch đại thuận. Ở trạng thái này, có một dòng điện giữa cực thu và cực phát của bóng bán dẫn. Dòng điện khuếch đại là kết quả của các electron được đưa vào vùng bazơ bởi bộ phát (là các hạt mang điện thiểu số trong vùng bazơ) trôi đến bộ thu dưới tác dụng của điện trường. Do độ linh động của điện tử cao hơn độ linh động của lỗ trống nên hầu hết các bóng bán dẫn lưỡng cực hiện đang sử dụng đều là loại NPN.
PNP loại SiC BJT: bao gồm hai lớp vùng pha tạp loại P và một lớp bán dẫn pha tạp loại N ở giữa hai lớp. Dòng điện nhỏ chạy qua đế có thể được khuếch đại ở đầu phát xạ. Điều đó có nghĩa là, khi điện áp cơ sở của bóng bán dẫn PNP thấp hơn bộ phát, điện áp của bộ thu thấp hơn cơ sở và bóng bán dẫn nằm trong vùng khuếch đại thuận.
Hình 1 Sơ đồ ký hiệu mạch SiC BJT (mũi tên biểu thị hướng dòng điện đi vào và đi ra)
Trong nhiều trường hợp, BJT SiC dễ chế tạo hơn MOSFET công suất SiC và BJT cacbua silic sẽ không gặp phải các vấn đề trong đó chất lượng của lớp oxit ảnh hưởng nghiêm trọng đến đặc tính của thiết bị. Tuy nhiên, BJT là thiết bị điều khiển dòng điện có dòng điều khiển đầu vào cao hơn và trở kháng đầu vào thấp hơn ở trạng thái mở. Điều này sẽ dẫn đến sự tiêu tán năng lượng bổ sung, làm phức tạp việc thiết kế mạch điều khiển.
3. Ứng dụng của SiC BJT
SiC BJT thường được áp dụng ở hai khía cạnh sau:
Các ứng dụng điện áp cao và dòng điện cao: Do khả năng chịu được điện áp và dòng điện cao, thiết bị điện tử cơ bản SiC BJT có lợi thế trong các ứng dụng điện áp cao và dòng điện cao, chẳng hạn như hệ thống truyền tải và phân phối điện.
Ứng dụng tuyến tính: SiC BJT hoạt động tốt trong các ứng dụng tuyến tính như bộ khuếch đại âm thanh và quản lý nguồn. Chúng có thể mang lại độ méo thấp hơn và độ tuyến tính cao hơn.
Để biết thêm thông tin, xin vui lòng liên hệ với chúng tôi email tạivictorchan@powerwaywafer.com và powerwaymaterial@gmail.com.