SiC功率元器件的開發(fā)背景

通過將SiC應用到功率元器件上，實現(xiàn)以往Si功率元器件無法實現(xiàn)的低損耗功率轉換。不難發(fā)現(xiàn)這是SiC使用到功率元器件上的一大理由。其背景是為了促進解決全球節(jié)能課題。

以低功率DC/DC轉換器為例，隨著移動技術的發(fā)展，超過90 %的轉換效率是很正常的，然而高電壓、大電流的AC/DC轉換器的效率還存在改善空間。眾所周知，以EU為主的相關節(jié)能指令強烈要求電氣/電子設備實現(xiàn)包括消減待機功耗在內的節(jié)能目標。

在這種背景下，削減功率轉換時產生的能耗是當務之急。不用說，必須將超過Si極限的物質應用于功率元器件。

例如，利用SiC功率元器件可以比IGBT的開關損耗降低85%。如該例所示，毫無疑問，SiC功率元器件將成為能源問題的一大解決方案。

SiC的優(yōu)點

如前文所述，利用SiC可以大幅度降低能量損耗。當然，這是SiC很大的優(yōu)點，接下來希望再了解一下低阻值、高速工作、高溫工作等SiC的特征所帶來的優(yōu)勢。

通過與Si的比較來進行介紹?！钡妥柚怠笨梢詥渭兘忉尀闇p少損耗，但阻值相同的話就可以縮小元件（芯片）的面積。應對大功率時，有時會使用將多個晶體管和二極管一體化的功率模塊。例如，SiC功率模塊的尺寸可達到僅為Si的1/10左右。

關于“高速工作”，通過提高開關頻率，變壓器、線圈、電容器等周邊元件的體積可以更小。實際上有能做到原有1/10左右的例子。

“高溫工作”是指容許在更高溫度下的工作，可以簡化散熱器等冷卻機構。

如上所述，可使用SiC來改進效率或應對更大功率。而以現(xiàn)狀的電力情況來說，通過使用SiC可實現(xiàn)顯著小型化也是SiC的一大優(yōu)點。不僅直接節(jié)能，與放置場所和運輸?shù)乳g接節(jié)能相關的小型化也是重要課題之一。