มี 8 เหตุผลที่ไดโอดซิลิคอนคาร์ไบด์ดีกว่าไดโอดซิลิคอน

1--ที่แรงดันไฟฟ้าพิกัดเดียวกัน ไดโอด SiC ใช้พื้นที่น้อยกว่า Si

ความแรงของสนามไฟฟ้าสลายไดอิเล็กตริกของ SiC นั้นสูงกว่าอุปกรณ์ที่ใช้ซิลิคอนประมาณ 10 เท่า และที่แรงดันไฟฟ้าที่กำหนด ชั้นดริฟท์ของ SiC จะบางกว่าและความเข้มข้นของยาสลบจะสูงกว่าอุปกรณ์ที่ใช้ซิลิคอน ดังนั้นค่าความต้านทานของ SiC จึงต่ำกว่าและค่าการนำไฟฟ้าดีกว่าซึ่งหมายความว่า ที่แรงดันไฟฟ้าพิกัดเดียวกัน ชิป SiC จะมีขนาดเล็กกว่าซิลิคอนที่เทียบเท่ากันประโยชน์เพิ่มเติมของการใช้ชิปขนาดเล็กคือความจุโดยธรรมชาติและประจุที่เกี่ยวข้องของอุปกรณ์จะต่ำกว่าสำหรับกระแสและแรงดันไฟฟ้าที่กำหนดเมื่อรวมกับความเร็วการอิ่มตัวของอิเล็กตรอนที่สูงกว่าของ SiC ทำให้สามารถสลับความเร็วได้เร็วกว่าและสูญเสียน้อยกว่าอุปกรณ์ที่ใช้ Si

2--ไดโอด iC มีประสิทธิภาพการกระจายความร้อนที่ดีกว่า

ค่าการนำความร้อนของ SiC เกือบ 3.5 เท่าของอุปกรณ์ที่ใช้ Si ดังนั้นจึงกระจายพลังงาน (ความร้อน) ต่อหน่วยพื้นที่ได้มากกว่าแม้ว่าบรรจุภัณฑ์อาจเป็นปัจจัยจำกัดระหว่างการทำงานอย่างต่อเนื่อง แต่ SiC มอบข้อได้เปรียบด้านกำไรที่มาก และช่วยออกแบบการใช้งานที่เสี่ยงต่อเหตุการณ์ความร้อนชั่วคราวนอกจากนี้ ความทนทานต่ออุณหภูมิสูงยังหมายถึงไดโอด SiC มีความทนทานและความน่าเชื่อถือสูงกว่าโดยไม่เสี่ยงต่อความร้อน

3--ไดโอด Unipolar SiC ไม่มีประจุไฟฟ้าที่ช้าลงและลดประสิทธิภาพ

ไดโอด SiC เป็นอุปกรณ์เซมิคอนดักเตอร์ Schott แบบขั้วเดียว ซึ่งมีเพียงตัวพาประจุ (อิเล็กตรอน) ส่วนใหญ่เท่านั้นที่สามารถนำกระแสได้ซึ่งหมายความว่าเมื่อไดโอดเอนไปข้างหน้า ชั้นการพร่องของทางแยกจะเก็บประจุไว้แทบไม่มีในทางตรงกันข้าม ไดโอดซิลิกอนจุดเชื่อมต่อ PN เป็นไดโอดสองขั้วและเก็บประจุที่ต้องลบออกระหว่างการไบอัสย้อนกลับซึ่งส่งผลให้เกิดกระแสไฟย้อนกลับ ดังนั้นไดโอด (และทรานซิสเตอร์สวิตชิ่งที่เกี่ยวข้องและบัฟเฟอร์ใดๆ ที่เกี่ยวข้อง) จะมีการสูญเสียพลังงานที่สูงขึ้น ในขณะที่การสูญเสียพลังงานจะเพิ่มขึ้นตามความถี่ของสวิตชิ่งไดโอด SiC สร้างกระแสย้อนกลับที่ไบแอสย้อนกลับเนื่องจากการคายประจุแบบคาปาซิทีฟโดยธรรมชาติ แต่จุดสูงสุดยังคงเป็นลำดับความสำคัญต่ำกว่าไดโอดจุดแยก PN ซึ่งหมายถึงการใช้พลังงานที่ลดลงสำหรับทั้งไดโอดและทรานซิสเตอร์สวิตชิ่งที่สอดคล้องกัน

4--แรงดันตกไปข้างหน้าและกระแสไฟรั่วย้อนกลับของไดโอด SiC ตรงกับของ Si

แรงดันตกคร่อมสูงสุดของไดโอด SiC เทียบได้กับไดโอด Si ที่เร็วมากและยังคงปรับปรุงอยู่ (มีความแตกต่างเล็กน้อยที่พิกัดแรงดันคัตออฟที่สูงขึ้น)แม้จะเป็นไดโอดประเภท Schottky แต่กระแสไฟย้อนกลับและการใช้พลังงานที่เกิดขึ้นจากไดโอด SiC แรงดันสูงนั้นค่อนข้างต่ำที่ค่าไบอัสย้อนกลับ คล้ายกับไดโอด Si ขนาดเล็กมากที่ระดับแรงดันและกระแสเท่ากันเนื่องจากไดโอด SiC ไม่มีเอฟเฟกต์การกู้คืนการชาร์จแบบย้อนกลับ ความแตกต่างของกำลังไฟเพียงเล็กน้อยระหว่างไดโอด SiC และไดโอด Si แบบละเอียดพิเศษเนื่องจากการเปลี่ยนแปลงของแรงดันตกคร่อมไปข้างหน้าและกระแสไฟรั่วไหลย้อนกลับจึงมากกว่าการหักล้างโดยการลดการสูญเสียไดนามิกของ SiC

5--กระแสการกู้คืนไดโอด SiC ค่อนข้างเสถียรในช่วงอุณหภูมิการทำงาน ซึ่งสามารถลดการใช้พลังงานได้

กระแสการกู้คืนและเวลาการกู้คืนของไดโอดซิลิคอนจะแปรผันอย่างมากตามอุณหภูมิ ซึ่งเพิ่มความยากในการปรับวงจรให้เหมาะสม แต่การเปลี่ยนแปลงนี้ไม่มีอยู่ในไดโอด SiCในบางวงจร เช่น ขั้นตอนการแก้ไขตัวประกอบกำลัง "ฮาร์ดสวิตช์" ไดโอดซิลิคอนที่ทำหน้าที่เป็นวงจรเรียงกระแสแบบบูสต์สามารถควบคุมการสูญเสียจากไบอัสไปข้างหน้าที่กระแสสูงไปยังไบอัสย้อนกลับของอินพุตไฟฟ้ากระแสสลับเฟสเดียวทั่วไป (โดยปกติจะประมาณ แรงดันบัส 400V D)คุณลักษณะของไดโอด SiC สามารถปรับปรุงประสิทธิภาพของแอปพลิเคชันดังกล่าวได้อย่างมีนัยสำคัญ และทำให้การพิจารณาออกแบบง่ายขึ้นสำหรับนักออกแบบฮาร์ดแวร์

6--ไดโอด SiC สามารถเชื่อมต่อแบบขนานได้โดยไม่มีความเสี่ยงจากความร้อน

ไดโอด SiC ยังมีข้อได้เปรียบเหนือไดโอด Si ที่สามารถเชื่อมต่อแบบขนานได้ เนื่องจากแรงดันตกคร่อมมีค่าสัมประสิทธิ์อุณหภูมิเป็นบวก (ในพื้นที่ที่เกี่ยวข้องกับแอปพลิเคชันของเส้นโค้ง IV) ซึ่งช่วยแก้ไขการไหลที่ไม่สม่ำเสมอของกระแสทั้งหมดในทางตรงกันข้าม เมื่อเชื่อมต่ออุปกรณ์แบบขนาน ค่าสัมประสิทธิ์อุณหภูมิติดลบของไดโอด SiP-N อาจทำให้เกิดการรั่วไหลของความร้อน ทำให้ต้องใช้การลดค่าลงอย่างมีนัยสำคัญหรือวงจรที่แอ็คทีฟเพิ่มเติมเพื่อบังคับให้อุปกรณ์บรรลุการปรับกระแสให้เท่ากัน

7--ความเข้ากันได้ทางแม่เหล็กไฟฟ้า (EMI) ของไดโอด SiC นั้นดีกว่าของ Si

ข้อดีอีกประการของคุณสมบัติซอฟต์สวิตชิ่งไดโอด SiC คือสามารถลด EMI ได้อย่างมากเมื่อใช้ไดโอด Si เป็นวงจรเรียงกระแสแบบสวิตชิ่ง การพุ่งสูงขึ้นอย่างรวดเร็วของกระแสย้อนกลับ (และสเปกตรัมกว้าง) อาจนำไปสู่การนำไฟฟ้าและการแผ่รังสีการปล่อยก๊าซเหล่านี้ทำให้เกิดการรบกวนระบบ (ผ่านเส้นทางเชื่อมต่อต่างๆ) ที่อาจเกินขีดจำกัด EMI ของระบบที่ความถี่เหล่านี้ การกรองอาจซับซ้อนเนื่องจากการมีเพศสัมพันธ์ปลอมนี้นอกจากนี้ ตัวกรอง EMI ที่ออกแบบมาเพื่อลดทอนความถี่พื้นฐานของการสลับและความถี่ฮาร์มอนิกต่ำ (โดยปกติจะต่ำกว่า 1MHz) โดยทั่วไปจะมีความจุโดยธรรมชาติค่อนข้างสูง ซึ่งช่วยลดผลกระทบจากการกรองที่ความถี่สูงกว่าบัฟเฟอร์สามารถใช้ในไดโอด Si ที่กู้คืนได้อย่างรวดเร็วเพื่อจำกัดอัตราขอบและยับยั้งการสั่น จึงช่วยลดความเครียดบนอุปกรณ์อื่นๆ และลด EMIอย่างไรก็ตาม บัฟเฟอร์จะกระจายพลังงานจำนวนมาก ซึ่งลดประสิทธิภาพของระบบ

8--การสูญเสียพลังงานไปข้างหน้าของไดโอด SiC ต่ำกว่าของ Si

ในไดโอด Si มักจะมองข้ามแหล่งการสูญเสียพลังงานของการกู้คืนไปข้างหน้าในระหว่างการเปลี่ยนสถานะเปิดจากสถานะปิด แรงดันไดโอดตกเพิ่มขึ้นชั่วคราว ส่งผลให้เกิดการโอเวอร์ช็อต เสียงเรียกเข้า และการสูญเสียเพิ่มเติมที่เกี่ยวข้องกับค่าการนำไฟฟ้าของจุดเชื่อมต่อ PN เริ่มต้นที่ต่ำกว่าอย่างไรก็ตาม ไดโอด SiC ไม่มีผลกระทบนี้ ดังนั้นจึงไม่จำเป็นต้องกังวลเกี่ยวกับการสูญเสียการกู้คืนล่วงหน้า