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SiC肖特基二极管

新产品!第二代650V SiC SBD(碳化硅肖特基二极管)

该全新第二代650V SiC SBD改善了正向浪涌电流(IFSM)和开关损耗(Ron*Qc[注1],实现了更高的电源效率。

特点

  • 高的正向浪涌电流(IFSM):倍于额定电流IF(DC)
  • 低的开关损耗指数(Ron*Qc[注1]:更高效率
  • 隔离型封装产品阵容:更简单的电路和散热设计,减少装配流程

应用

用于开关元件的高效率电源、斩波电路和续流二极管的功率因素校正(PFC)

  • 商业用途/办公自动化设备:4K液晶显示器、投影仪、多功能打印机
  • 工业用途:通讯基站电源、电脑服务器

特点

全新第二代650V SBD产品阵容/特点

封装 特点
(Ta=25℃)
绝对最大额定值 电气特性
正向直流电流
非重复峰值正向浪涌电流
总功率耗散
正向电压
阳极-阴极
导通电阻
结电容
总电容电荷
符号 IF(DC) IFSM Ptot VF Ron Cj QC
最大值 最大值 最大值 典型值
&最大值
典型值 典型值 典型值
单位 (A) (A) (W) (V) (mΩ) (pF) (nC)

测试条件/

器件型号
- @半正弦波
t=10ms
- @IF(DC) @IF(DC)×
0.25 to 1.0
@VR=1 V @VR=400 V

非-

绝缘型
TO-220-2L
TRS4E65F 4 39 55.6 1.45
(典型值)
1.60
(最大值)
120 165 10.4
TRS6E65F 6 55 68.2 82 230 15.1
TRS8E65F 8 69 83.3 62 300
19.7
TRS10E65F 10 83 107 48 400
24.4

绝缘型
TO-220F-2L

TRS4A65F 4 37 33.6 1.45
(典型值)
1.60
(最大值)
120 165 10.4
TRS6A65F 6 52 35.4 82 230
15.1
TRS8A65F 8 65 37.5 62 300
19.7
TRS10A65F 10 79 39.7 48 400
24.4

【注1】RON:阳极-阴极导通电阻Qc:总电容电荷

SiC肖特基二极管有助于降低功耗,提高耗电设备的功率效率

由于客户关注的重点大都转向环保、干净的能源,所以市场对于能够实现低损耗和高效能源转换的功率器件的需求日益增长。碳化硅(SiC)作为宽禁带半导体,它比硅(Si)的临界击穿电场高出8倍,所以有望成为下一代高电压、低损耗功率器件的制造材料。
Si基肖特基二极管(SBD)能提供的VRRM最多仅为200V,而东芝全新的SiC基SBD因其在高温区域具有较低的泄漏电流而能提供更高的反向电压(VRRM)。SiC肖特基二极管是服务器电源和太阳能调节器等功率转换应用的理想解决方案。在高电压和高电流条件下,SiC肖特基二极管比传统Si SBD的操作更加稳定。因此,SiC肖特基二极管有助于大幅降低热功率损耗。


●Si和SiC的物理性能比较

●Si和SiC的物理性能比较
特征 Si SiC(4H)
禁带宽度 1.12eV 3.26eV
电子迁移率μ 1400cm2/Vs 1000cm2/Vs
相对介电常数ε 11.8 9.7
临界击穿电场E 0.3MV/cm 2.5MV/cm
晶体管的性能极限
Ron・A(@600V)
70mΩ・cm2 0.14mΩ・cm2
特点 易于提供
易于加工
价格便宜
易于降低导通电阻
高温下泄漏电流低
易于使用高耐受电压进行设计

SiC肖特基二极管的特征

多数载流子器件具有肖特基势垒结构

SiC肖特基二极管为多数载流子器件,其结构与Si SBD相同。SiC肖特基二极管采用宽禁带半导体制造而成,在高温区域也能提供低的泄漏电流,这就可以保证在高电压和高电流条件下维持稳定的操作。东芝的SiC肖特基二极管具有结势垒肖特基(JBS)结构,可进一步降低泄漏电流。


JBS Structure

高速开关

理论上,SiC肖特基二极管凭借其肖特基结构和多数载流子操作而能提供零反向恢复时间(trr)。但是实际上,SiC肖特基二极管也具有反向恢复区。相比于Si高效二极管(HED)的反向恢复时间(trr)为40ns,SiC肖特基二极管的反向恢复时间仅为20ns(Ta = 25°C)。


Comparison of Reverse Recovery Time, trr, Between a SiC Schottky Barrier Diode and a Si HED Diode (Tj = 150˚C)

不依赖于温度的恢复特征

因为SiC肖特基二极管是多数载流子器件,所以理论而言其电气性能不依赖于温度。所以,即使是在高温区域,SiC肖特基二极管也能提供卓越的性能。


Reverse Recovery Time (trr)/Reverse Recovery Current (Irr) vs. Temperature

相比于Si HED的总损耗降低(按照东芝测试)

SiC肖特基二极管的总损耗(包括导通损耗和开关损耗)较低。因此,SiC肖特基二极管可以进行高频率开关,从而有助于缩小电源的尺寸大小。


Total Loss vs. Frequency

* HED: High-Efficiency Diodes

东芝的肖特基二极管

特点1高温下卓越的VF-IR平衡性能

SiC肖特基二极管的正向电压(VF)和反向电流(IR)之间存在平衡。东芝正在通过优化器件结构以试图改进VF-IR平衡性能。我们的SiC肖特基二极管即使是在高温区域,也能提供较低损耗,从而有助于降低功率损耗。


特点2低的VF温度系数

东芝的SiC肖特基二极管对于正向电压(VF)的依赖性较低,这就可以降低高温区域的传导损耗。


Forward Voltage (VF) vs. Temperature

650/1200-V SiC肖特基二极管产品阵容

绝对最大额定值 电气特性(Ta=25℃) TO-220-2L TO-220F-2L TO-247 TO-3P(N)
VRRM(V) IF(A) VF(V) IR(μA)
典型值 最大值 试验条件@IF(A) 最大值 试验条件@VR(V)
650 6 1.5 1.7 6 90 650 TRS6E65C TRS6A65C
8 1.5 1.7 8 90 650 TRS8E65C TRS8A65C
10 1.5 1.7 10 90 650 TRS10E65C TRS10A65C
12 1.54 1.7 12 90 650 TRS12E65C TRS12A65C TRS12N65D
16 1.5 1.7 16 90 650 TRS16A65C TRS16N65D
20 1.5 1.7 20 90 650 TRS20N65D
24 1.54 1.7 24 90 650 TRS24N65D
1200 20 1.5 1.7 20 100 1200 TRS20J120C

封装


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