יתרונות וחסרונות של ביצועים חשמליים של התקני כוח סיליקון קרביד

יתרונות:

1. התנגדות מתח גבוה: שדה חשמלי קריטי של פירוק הוא עד 2MV/cm (4H-SiC), כך שיש לו התנגדות מתח גבוהה יותר (פי 10 מזו של Si).

2. פיזור חום קל: בשל המוליכות התרמית הגבוהה יותר של חומרי SiC (פי שלושה מזו של Si), פיזור החום קל יותר והמכשיר יכול לפעול בטמפרטורות סביבה גבוהות יותר. תיאורטית, התקני כוח SiC יכולים לפעול בטמפרטורת צומת של 175 מעלות, כך שניתן להקטין משמעותית את גודל גוף הקירור.

3. אובדן הולכה נמוך ואובדן מיתוג: לחומר SiC יש פי שניים ממהירות הרוויה האלקטרונית של Si, מה שהופך את התקני SiC לבעלי התנגדות הפעלה נמוכה מאוד (1/100 ב-Si), אובדן הולכה נמוך; לחומר SiC יש פי שלושה מרוחב הפס של Si, זרם הדליפה מצטמצם במספר סדרי גודל בהשוואה למכשיר ה-Si, מה שיכול להפחית את אובדן החשמל של מכשיר החשמל; אין תופעה נגררת נוכחית בתהליך הכיבוי, אובדן מיתוג נמוך, שיכול להפחית את אובדן החשמל של התקן החשמל; אין תופעה נגררת נוכחית בתהליך הכיבוי, אובדן מיתוג נמוך. אין נגרר זרם במהלך כיבוי, הפסדי מיתוג נמוכים, וניתן להגדיל את תדירות המיתוג מאוד עבור יישומים מעשיים (פי 10 מזה של Si).

4. יכול להקטין את גודל מודול הכוח: בשל צפיפות הזרם הגבוהה של המכשיר (כגון מוצרי Infineon עד 700A / ס"מ), באותה רמת הספק, מודולי כוח All-SiC (SiC MOSFETsSiC SBD) גודל החבילה קטן משמעותית ממודולי הכוח Si IGBT.

חסרון עיקרי: החיסרון העיקרי של דיודת שוטקי הוא הזרם ההיפוך הגבוה יחסית. בשל צומת המתכת-מוליכים למחצה שלו, הוא נוטה יותר לזרמי דליפה כאשר המתח מחובר בכיוון ההפוך. בנוסף, דיודות שוטקי נוטות להיות בעלות מתח הפוך מרבי נמוך. הם נוטים להיות בעלי ערך מרבי של 50V או פחות. זכור כי המתח ההפוך הוא הערך שבו הדיודה תתקלקל ותתחיל להוליך כמות גדולה של זרם כאשר המתח מחובר בכיוון ההפוך (מהקתודה לאנודה). משמעות הדבר היא שדיודת שוטקי אינה יכולה לעמוד במתח הפוך גדול מבלי להתפרק ולהוליך כמות גדולה של זרם. הוא עדיין ידלוף כמות קטנה של זרם עוד לפני שהוא מגיע לערך ההפוך המקסימלי שלו.

בהתאם ליישום והשימוש במעגל, זה עשוי להתברר כמשמעותי או לא משמעותי.