CBI MOSFETs:新一代功率半導(dǎo)體器件
CBI MOSFETs:新一代功率半導(dǎo)體器件
電子裝備向著小型化?高效力和高可靠性方向發(fā)展,對(duì)功率半導(dǎo)體器件的要求也愈來(lái)愈高?以前的硅(Si)基功率器件,如IGBT和MOSFET性能上已接近理論極限,難以滿足新一代運(yùn)用的需求?為了突破這一瓶頸,碳化硅(SiC)和氮化鎵(GaN)等寬禁帶半導(dǎo)體材料應(yīng)運(yùn)而生,并推動(dòng)了新一代功率器件的快速發(fā)展?其,CBI MOSFETs作為一種新型的SiC MOSFET結(jié)構(gòu),憑仗其優(yōu)良的性能和可靠性,正逐步成為功率電子領(lǐng)域的研究熱門?
CBI MOSFETs,全稱為碳化硅體二極管集成型場(chǎng)效應(yīng)晶體管(Carbon-Body Diode Integrated MOSFETs),是一種將SiC體二極管與SiC MOSFET集成在同一芯片上的新型功率器件?與以前的SiC MOSFET相比,CBI MOSFETs能夠以下明顯優(yōu)勢(shì):
**更低的導(dǎo)通消耗:**CBI MOSFETs的體二極管采取SiC材料制成,能夠極低的正向?qū)▔航?可以可以下降器件在導(dǎo)通狀態(tài)下的消耗,從而提高系統(tǒng)效力?
**更快的開關(guān)速度:**SiC材料本身能夠更高的電子飽和漂移速度,使得CBI MOSFETs在更高的頻率下工作,實(shí)現(xiàn)更快的開關(guān)速度,從而減小開關(guān)消耗,提高系統(tǒng)效力和功率密度?
**更高的可靠性:**CBI MOSFETs的體二極管與MOSFET集成在同一芯片上,消除以前SiC MOSFET中存在的寄生二極管,避免了反向恢復(fù)電流帶來(lái)的可靠性問題,提高了器件的整體可靠性?
具有上述優(yōu)勢(shì),CBI MOSFETs在多個(gè)領(lǐng)域展現(xiàn)出巨大的運(yùn)用潛力,比如可以:
**新能源汽車:**CBI MOSFETs可以用于電動(dòng)汽車的機(jī)電驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)?車載充電器和DC/DC轉(zhuǎn)換器等關(guān)鍵部件,提高系統(tǒng)效力,延長(zhǎng)續(xù)航里程?
**光伏發(fā)電:**CBI MOSFETs可以用于光伏逆變器,提高光伏發(fā)電系統(tǒng)的轉(zhuǎn)換效力,下降發(fā)電本錢?
**工業(yè)電源:**CBI MOSFETs可以用于工業(yè)電源?UPS電源和焊接電源等高頻?高效電源系統(tǒng),提高系統(tǒng)功率密度和可靠性?
雖然CBI MOSFETs能夠諸多優(yōu)勢(shì),但目前該技術(shù)仍處于發(fā)展早期,還面臨著一些挑戰(zhàn),比如可以:
**制造本錢高:**SiC材料的生長(zhǎng)和加工難度較大,致使CBI MOSFETs的制造本錢相對(duì)較高?
**驅(qū)動(dòng)電路復(fù)雜:**CBI MOSFETs的驅(qū)動(dòng)電壓和驅(qū)動(dòng)電流與以前Si MOSFETs存在差異,更加復(fù)雜的驅(qū)動(dòng)電路?
為了克服這些挑戰(zhàn),研究人員正致力于開發(fā)新的材料生長(zhǎng)技術(shù)?器件結(jié)構(gòu)和驅(qū)動(dòng)電路方案,以下降CBI MOSFETs的本錢,提高其性能和可靠性?
總而言之,CBI MOSFETs作為一種新興的功率半導(dǎo)體器件,能夠巨大的運(yùn)用潛力?技術(shù)的不斷進(jìn)步和本錢的下落,CBI MOSFETs有望在未來(lái)取代以前的Si基功率器件,用于新能源?工業(yè)控制?消費(fèi)電子等領(lǐng)域,推動(dòng)電力電子技術(shù)的發(fā)展?
