напівпровідниковий карбід кремнію

напівпровідниковий карбід кремнію,Напівпровідники на основі карбіду кремнію (SiC) стали важливими елементами у світі електроніки. Вони мають унікальні властивості, які відкривають нові можливості для розробників електронних пристроїв. У цій статті ми детально розглянемо що таке напівпровідники на основі карбіду кремнію, їх переваги та застосування.

Що таке напівпровідник?

Напівпровідники - це матеріали, електропровідність яких знаходиться між провідниками (наприклад, мідними дротами) і діелектриками (такими як скло). Провідність напівпровідників може змінюватися шляхом додавання певних елементів, які називаються домішками.

Силікон (Si) є прикладом чистого напівпровідника, який широко використовується в електроніці. Германій (Ge) - ще один чистий напівпровідник, який використовувався в деяких з найбільш ранніх електронних пристроїв. Напівпровідники також виготовляються зі сполук, включаючи арсенід галію (GaAs), нітрид галію (GaN), германій силікон (SiGe) і карбід кремнію (SiC).

Де використовуються напівпровідники?

Напівпровідники застосовуються практично у всіх електронних пристроях, з якими ми стикаємося в повсякденному житті. Вони присутні у всьому, починаючи від вашого смартфона або планшета і закінчуючи більш потужними додатками, такими як сервери і сонячні батареї.

Більш конкретно, напівпровідники є ключовою частиною компонентів, які складають електронні системи, включаючи інтегральні схеми (ІС), діоди, транзистори і МОП-транзистори (метал-оксид-напівпровідникові польові транзистори). Ці системи є одними з багатьох будівельних блоків, які складають електронні системи, і існування напівпровідників робить все це можливим.

Карбід кремнію як напівпровідник

Силікон, ймовірно, найпопулярніший напівпровідник у світі сьогодні, але це не означає, що він завжди є найкращим вибором для електроніки. Один з його основних конкурентів, карбід кремнію, знаходиться на передовій в області силової електроніки.

Силова електроніка використовується практично в будь-якому дизайні, який залежить від потужності, будь то перетворення сонячної енергії постійного струму в змінний струм для вашого будинку або регулювання енергії батареї у вашому гібридному електромобілі. Силова електроніка навіть використовується в перетворювачах живлення, які ви використовуєте в багатьох пристроях навколо вашого будинку.

Основним елементом силової електроніки є заборонена зона, або енергетична щілина, напівпровідника, яку він містить. Коли напівпровідник має високу заборонену зону, електроніка, яка його використовує, може бути меншою і працювати набагато швидше і надійніше. Він також може функціонувати при більш високих температурах, більш високих напругах і на більш високих частотах, ніж інші напівпровідники - і це відноситься до карбіду кремнію. У той час як у силікону заборонена зона близько 1,12, у карбіду кремнію вона становить 3,26.

Силова електроніка, особливо МОП-транзистори, повинна витримувати надзвичайно високі напруги, які називаються критичною міцністю на пробій. Карбід кремнію пропонує значно більшу міцність на пробій, ніж силікон, що означає, що він може витримувати більш високі напруги при меншому розмірі і підтримувати більші блокуючі напруги МОП-транзисторів.

напівпровідниковий карбід кремнію,Теплопровідність (яка пов'язана з тим, як швидко напівпровідник може позбутися тепла, яке він генерує) є ще однією важливою властивістю. Якщо напівпровідник не ефективний в розсіюванні тепла, це серйозно обмежує робочі напруги і діапазони температур, які можуть обробляти напівпровідникові компоненти.