快捷半導(dǎo)體的碳化硅解決方案提高功率轉(zhuǎn)換系統(tǒng)的可靠度

　　致力于實(shí)現(xiàn)更高功率密度，符合嚴(yán)格的效能法規(guī)及系統(tǒng)正常工作時(shí)間需求，工業(yè)應(yīng)用及電力電子設(shè)計(jì)者在其設(shè)計(jì)中面臨不斷降低功率損耗及提高效率方面的挑戰(zhàn)。 然而，在諸如可再生能源、工業(yè)電機(jī)驅(qū)動(dòng)器、高密度電源、汽車、井下作業(yè)設(shè)備等應(yīng)用中，提高這些關(guān)鍵設(shè)計(jì)能力可能使設(shè)計(jì)變得復(fù)雜，以及整個(gè)系統(tǒng)成本增加。為了協(xié)助設(shè)計(jì)者克服這些挑戰(zhàn)捷半導(dǎo)體公司（Fairchild Semiconductor） ，宣告碳化硅 （SiC） 技術(shù)解決方案 是功率轉(zhuǎn)換系統(tǒng)的理想選擇。

　　快捷半導(dǎo)體的 SiC 解決方案特點(diǎn)：

　　? 充分利用快捷半導(dǎo)體的廣泛半導(dǎo)體元件產(chǎn)品及模組封裝技術(shù)的優(yōu)勢(shì)來(lái)優(yōu)化、半標(biāo)準(zhǔn)（Semi-Standard）及自訂技術(shù)解決方案

　　? 透過(guò)功能整合與設(shè)計(jì)支援資源簡(jiǎn)化工程難題的先進(jìn)技術(shù)，將元件數(shù)目降至最低，同時(shí)縮減工程時(shí)間

　　? 將領(lǐng)先的元件技術(shù)整合至更小的先進(jìn)封裝，同時(shí)具備尺寸、成本及節(jié)能優(yōu)勢(shì)，滿足元件製造商與晶片組供應(yīng)商的要求

　　先進(jìn) SiC 雙極結(jié)型晶體管 （BJT） 系列是快捷半導(dǎo)體 SiC 產(chǎn)品系列首批發(fā)佈產(chǎn)品之一，具備高效能、高電流密度、耐用性高，且可輕易在高溫條件下運(yùn)作。 快捷半導(dǎo)體的 SiC BJT 運(yùn)用極為高效的電晶體，可實(shí)現(xiàn)更高開關(guān)頻率 ，因其導(dǎo)通和開關(guān) 損耗更低（約 （30-50% 不等），在同樣的系統(tǒng)型態(tài)條件下，可提供高達(dá) 40% 的輸出功率。

　　這些強(qiáng)大的 BJT 能使用更小的電感、電容及散熱片，總體系統(tǒng)成本可降低 20%。 這些業(yè)界領(lǐng)先的 SiC BJT，憑藉其可實(shí)現(xiàn)超高效率以及優(yōu)越的短路和反向偏壓安全工作區(qū)域的性能等級(jí)，將會(huì)在優(yōu)化高功率轉(zhuǎn)換的電源管理應(yīng)用中，扮演重大的角色。

　　快捷半導(dǎo)體完善的碳化硅解決方案還包含開發(fā)了一個(gè)「隨插即用」的離散式驅(qū)動(dòng)器電路板（15A 和 50A）。其與快捷半導(dǎo)體的先進(jìn) SiC BJT 結(jié)合使用時(shí)，不僅提供更高的開關(guān)速度，從而降低開關(guān)損耗并實(shí)現(xiàn)更佳可靠性，還可讓設(shè)計(jì)者輕鬆的將 SiC 技術(shù)落實(shí)在本身的應(yīng)用中。 快捷半導(dǎo)體還可提供應(yīng)用指南，為設(shè)計(jì)者設(shè)計(jì) SiC 器件提供必要的額外支援，使驅(qū)動(dòng)器電路板的開發(fā)滿足特定應(yīng)用需求。此外，其目的是減少設(shè)計(jì)時(shí)程及縮短上市時(shí)間。

　　碳化硅的優(yōu)勢(shì)：

　　SiC技術(shù)的高性能水平可以大大提高功率轉(zhuǎn)換效率。它還提供了更高的轉(zhuǎn)換速度，可以實(shí)現(xiàn)更小的終端系統(tǒng)外形尺寸。碳化硅技術(shù)在市場(chǎng)已有一定地位，特別在寬帶隙領(lǐng)域擁有強(qiáng)大優(yōu)勢(shì)，適合需要600V以上電壓的應(yīng)用，并展示了出色的穩(wěn)健性和可靠性。SiC技術(shù)超越其它技術(shù)的優(yōu)勢(shì)包括：

　　? 在特定的芯片尺寸下具有較低的導(dǎo)通狀態(tài)電壓降

　　? 較高的電流密度

　　? 較高的工作溫度

　　? 極低的熱阻抗

　　? 僅有多數(shù)載流子傳導(dǎo)，具有超快的開關(guān)速度

　　? 采用電流增益范圍為100的通常關(guān)斷運(yùn)作（off operation）方式，提供簡(jiǎn)便的驅(qū)動(dòng)解決方案

　　? 由于采用正溫度系數(shù)電阻組件，可以方便地并聯(lián)

　　另外，這類器件的阻抗非常接近SiC技術(shù)的理論極限，并且成功地在25ns的導(dǎo)通和關(guān)斷時(shí)間范圍內(nèi)演示了800V下的50A開關(guān)運(yùn)作。這些器件在長(zhǎng)期的全額定偏流和電流應(yīng)力狀況下具有參數(shù)穩(wěn)定性。

　　這些高增益SiC雙極器件適合向下鉆探、太陽(yáng)能逆變器、風(fēng)能逆變器、電氣和混合動(dòng)力汽車、工業(yè)驅(qū)動(dòng)、UPS和輕軌牽引應(yīng)用中的大功率轉(zhuǎn)換應(yīng)用。市場(chǎng)研究機(jī)構(gòu)Yole Development預(yù)計(jì)這些市場(chǎng)將于2020年達(dá)到接近10億美元的規(guī)模。