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5-3-2高出力デバイスの動作

2018-01-08

高い絶縁破壊電界と、高い動作接合部と結合した高熱伝導率

理論的には、温度は理論的には非常に高出力の密度と効率を実現することができます

デバイス。シリコンに比べて高い絶縁破壊電界がシリコンのブロッキング電圧領域を可能にします

約10倍薄く、10倍重くドープされ、およそ100倍

同じ電圧定格でブロッキング領域抵抗が有益に減少します。大きなエネルギー

多くのシリコンハイパワーシステム回路、特にハードスイッチングモータードライブと電源の損失

変換回路は、半導体スイッチングエネルギー損失から生じる。一方、

半導体デバイスのスイッチング損失については、他の箇所で詳細に説明しており、スイッチング損失は

多くの場合、半導体スイッチング装置のターンオフ時間の関数であり、一般に

ターンオフバイアスの印加からデバイスが実際にほとんど遮断されるまでの時間経過

現在の流れの一般的に、デバイスが速くオフになればなるほど、スイッチでのエネルギー損失は小さくなります

電力変換回路。参考文献3,8、および19-21で議論されているデバイストポロジーの理由から、

高いブレークダウン電界と広いエネルギーバンドギャップにより、可能な場合よりもはるかに高速なパワースイッチングが可能

同等のボルトアンペア定格のシリコンパワースイッチングデバイスで動作します。高電圧動作

sicを使用したはるかに薄いブロッキング領域で達成されます。

ユニポーラとバイポーラのパワーデバイス構造の両方で使用できます。したがって、icベースの電源

変換器は、より高い効率でより高いスイッチング周波数で動作することができる(すなわち、より少ないスイッチング

エネルギー損失)。電力変換器におけるより高いスイッチング周波数は、

より小さなコンデンサ、インダクタ、およびトランスの使用が可能になり、全体として大幅に削減することができます

電力コンバータのサイズ、重量、およびコストを削減します。


sicのオン抵抗が小さく、スイッチングが速いとエネルギー損失と発熱を最小限に抑えますが、

sicのより高い熱伝導率は、廃熱エネルギーを活性物質からより効率的に除去することを可能にする

デバイス。温度差が大きくなると熱エネルギーの放射効率が大きく上昇するため

デバイスと冷却環境との間で、高い接合部温度で動作するSiCの能力は、

はるかに効率的な冷却が行われ、ヒートシンクおよび他のデバイス冷却ハードウェア(すなわちファン

冷却、液体冷却、空調、放熱器など)を使用して、高出力デバイス

過熱から、はるかに小さくすることができますか排除されます。


先の議論では、電力変換のための高電力スイッチングに重点を置いていましたが、

レーダーで使用されるrf信号を生成および増幅するために使用されるデバイスにも同じ議論が適用され、

通信アプリケーション。特に、高耐圧及び高熱伝導率

高いキャリア飽和速度と結合して、マイクロ波デバイスがより高い出力を処理できるようにする

シリコンまたはガーゼのrf対応物よりも密度が低いが、低電界キャリア

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