【導(dǎo)讀】追求更低損耗、更高可靠性、更高性價(jià)比是碳化硅功率器件行業(yè)的共同目標(biāo)。為不斷提升產(chǎn)品核心競爭力,基本半導(dǎo)體成功研發(fā)第三代碳化硅肖特基二極管,這是基本半導(dǎo)體系列標(biāo)準(zhǔn)封裝碳化硅肖特基二極管家族中的新成員。相較于前兩代二極管,基本半導(dǎo)體第三代碳化硅肖特基二極管在沿用6英寸晶圓工藝基礎(chǔ)上,實(shí)現(xiàn)了更高的電流密度、更小的元胞尺寸、更低的正向?qū)▔航怠?/p>
基本半導(dǎo)體第三代碳化硅肖特基二極管繼承了第一代和第二代產(chǎn)品的優(yōu)點(diǎn),采用JBS結(jié)構(gòu),優(yōu)化了N-外延層的摻雜濃度,減薄N+襯底層,使得二極管具有更低的正向?qū)▔航礦F和結(jié)電荷QC,可以降低應(yīng)用端的導(dǎo)通損耗和開關(guān)損耗。
圖(1)碳化硅二極管的JBS結(jié)構(gòu)簡圖
第三代產(chǎn)品縮小了芯片面積,并沿用6英寸晶圓量產(chǎn),產(chǎn)量將大大提高。
圖(2)4英寸晶圓 & 6英寸晶圓
產(chǎn)品參數(shù)對比
01 正向?qū)▔航?/p>
● 在常溫25°C和高溫120°C條件下,通過額定電流,測量二極管的VF值;
● 相比之下,Gen3產(chǎn)品不論是在常溫25℃還是在高溫120℃的條件下VF都比Gen1、Gen2更優(yōu)。
○VF @25℃:Gen1> Gen2 > Gen3
○VF @120℃ :Gen1> Gen2 > Gen3
02 電源效率對比
碳化硅肖特基二極管應(yīng)用在1500W電源的PFC電路中(位置如下圖)。
測試條件:
○輸入電壓 100V、220V
○輸出電壓 48V 輸出電流30A
圖(3)PFC電路中二極管所在位置
圖(4)1500W電源中二極管位置
● 二極管在1500W電源上工作1小時(shí),待熱穩(wěn)定后的滿載效率對比;
● 在輸入電壓220V條件下,Gen3相比Gen1產(chǎn)品滿載效率提高0.1% 。
03 溫升測試
● 二極管在1500W電源上工作1小時(shí),待熱穩(wěn)定后進(jìn)行溫度對比;
圖(5)溫升測試平臺(tái)
圖(6)溫箱環(huán)境
圖(7)溫度測試點(diǎn)
● 從下圖可以看出,雖然第三代產(chǎn)品芯片面積減小了,但溫升效果并未因此變差,而是與前兩代產(chǎn)品基本持平。
04通流測試
● 二極管固定在120°C的加熱平臺(tái),通過額定電流(直流),溫度穩(wěn)定后測量VF和溫度;
● 相比之下,第三代產(chǎn)品的通流溫度和VF比Gen1、Gen2更優(yōu):
○ 溫度:Gen1> Gen2 > Gen3
○VF:Gen1> Gen2 > Gen3
產(chǎn)品優(yōu)點(diǎn)
綜上所述,基本半導(dǎo)體推出的第三代碳化硅肖特基二極管有以下優(yōu)點(diǎn):
● 更低VF:第三代二極管具有更低VF,同時(shí)VF隨溫度的增長率也更低,使應(yīng)用導(dǎo)通損耗更低。
● 更低QC:第三代二極管具有更低QC,使應(yīng)用開關(guān)損耗更低。
● 更高性價(jià)比:芯片面積減小后,第三代二極管具有更高性價(jià)比。
● 更高產(chǎn)量:使用6英寸晶圓平臺(tái),單片晶圓產(chǎn)出提升至4英寸平臺(tái)的2倍以上。
來源:基本半導(dǎo)體
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