الأسئلة الشائعة حول أشباه الموصلات السيليكون
ما هو كذا؟
SIC (كربيد السيليكون) هو أشباه الموصلات المركبة المكونة من السيليكون والكربيد. يؤدي الجمع بين السيليكون والكربون إلى خصائص ميكانيكية وكيميائية وحرارية متفوقة. توجد مجموعة متنوعة من الأنواع المتعددة (polymorphs) من SIC ، ولكل منها خصائص فيزيائية مختلفة.
أدرجت هنا بعض الخصائص الرئيسية التي لديها:
1.قوة عالية
2.نقطة انصهار عالية
3.تمدد حراري منخفض
4.مقاومة صدمة حرارية ممتازة
5.الصخور الكيميائية المتفوقة
6.صلابة عالية
7.مقاومة التآكل
8.الموصلية الحرارية العالية
9.معامل مرنة عالية
10.يعمل كأشباه الموصلات
11.بنية بلورية قوية
ما هي ميزة أشباه الموصلات؟
من حيث المواد ، فإن المزايا الرئيسية لـ SIC على مواد السيليكون هي:
1.مقاومة الجهد العالي ، قوة حقل الانهيار هي 10 مرات من SI ، نفس مستوى الجهد من SIC MOS WEFER TELARENCESS LATERIST LASE فقط واحد من SI ، عرض فجوة النطاق هو 3 مرات من SI ، الموصلية الأقوى ؛
2.مقاومة درجات الحرارة العالية ، والتوصيل الحراري ونقطة الانصهار مرتفعة للغاية ، 2-3 مرات من SI ؛
3.التردد العالي ، سرعة تشبع الإلكترون هي 2-3 أضعاف سرعة SI ، يمكن أن تحقق 10 مرات من تردد العمل.
من حيث الجهاز ، تأتي المزايا الرئيسية لأجهزة SIC عبر أجهزة SI من ثلاثة جوانب:
1.يمكن أن يصل حجم وحدة طاقة SIC إلى المقاومة الصغيرة على الحالة ، ثم تقليل مساحة الرقاقة ، حوالي 1/10 SI.
2.يمكن أن يحقق تردد العمل العالي التبديل عالي السرعة ، مما يقلل بشكل فعال من حجم المكونات السلبية مثل الحث والسعة ، وحجم المكونات المحيطية أكثر مصغرة.
3.مزيد من مقاومة درجة الحرارة المرتفعة ، يكون عرض فجوة الشريط SIC أعلى ، ويمكن أن تصل درجة الحرارة الجوهرية المقابلة إلى 800 درجة ، بالإضافة إلى ذلك ، يكون الموصلية الحرارية للمواد العليا أعلى ، فإن تصميم نظام تبديد الحرارة أبسط ، أو يستخدم التبريد الطبيعي مباشرة.
بالإضافة إلى ذلك ، تكمن أهمية أكبر في SIC في التطبيق العملي في حقيقة أنه يمكن إعداد أجهزة SIC MOSFET وتطبيقها على حقول الجهد العالي لتحقيق خسارة أقل.
IGBT المستخدمة على نطاق واسع في مجال الجهد العالي والقوة العالية هو جهاز ثنائي القطب ، والذي يحتوي على تيار زائد أثناء الإغلاق ، مما يؤدي إلى فقدان الإغلاق الكبير نسبيًا. على الرغم من أن MOSFET عبارة عن جهاز أحادي القطب ، لا يوجد تيار متخلف ، عند استخدام مادة SIC لإعداد MOSFET ، يتم تقليل خسارة الجهاز على المقاومة والتبديل بشكل كبير.
فيما يلي مقارنة موجزة بين MOSFET و IGBT:
1.لدى MOSFET وقت التبديل الأقصر وسرعة الاستجابة بشكل أسرع ، ولديه مزايا أكثر من IGBT في مجال متطلبات التردد الأعلى ، ولكن MOSFET المستند إلى SI ليست مناسبة للأجهزة عالية الطاقة.
2.يمكن أن تدعم IGBT الجهد العالي ، ومناسبة جدًا لمثل هذا الجهد العالي ، والتيار العالي ، وعالي الطاقة ، ولكن في سيناريوهات التردد العالية ، يكون العيب واضحًا ، وفقدان التبديل أكبر بكثير من MOSFET.
أين يستخدم SIC؟
يعد كربيد السيليكون أحد الجيل الثالث من مواد أشباه الموصلات وله طاقة عالية ، وفقدان منخفض ، وموثوقية عالية ، وتبديد حراري منخفض ، وما إلى ذلك ، يمكن تطبيقه على أكثر من 1200 فولت الضغط العالي ، والبيئة القاسية ، يمكن استخدامها على نطاق واسع في طاقة الرياح ، ومزولات السكك الحديدية ، والنقل ، والطاقة الشمسية ، ونظام الطاقة غير المنقطع ، وشبكة الطاقة الذكية ، ومصدر الطاقة ، وتطبيقات الطاقة العالية.
ما هو التطبيق المحدد لـ Silicon Carbide SiC Semiconductor في السيارات الكهربائية؟
في المركبات الكهربائية ، تحتوي أجهزة SIC بشكل أساسي على ثلاثة سيناريوهات تطبيق: OBC المثبت على المركبات (شاحن مثبت على المركبات) ، DC/DC (DC) وعاكس القيادة الرئيسي.
OBC هو شحن البطارية عن طريق تصحيح وتنظيم طاقة التيار المتردد في شبكة الطاقة. إن قوة OBC لنماذج النماذج المتوسطة والانهيارية هي في الغالب 3.7 كيلو وات و 7.4 كيلو واط ، في حين أن بعض النماذج المتوسطة والخفية بدأت في استخدام تكوين طاقة OBC ثلاثي الطور و 22 كيلو وات.
DC/DC هو مصدر الطاقة منخفضة الجهد اللازم لتحويل جهد حزمة البطارية لعدة مئات من فولت إلى أجهزة على متن الطائرة.
OBC و DC/DC ليسا طاقة عالية ولكن أجزاء عالية التردد ، والتردد العالي هو قوة SIC.
يمكن أن يؤدي استخدام أجهزة SIC على OBC إلى تقصير وقت الشحن وتقليل فقدان الطاقة ؛ DC/DC باستخدام أجهزة SIC ، حجم صغير ، تخفيض الخسارة.
بالنسبة لعاكس محرك الأقراص الرئيسي ، وفقًا للمقدمة أعلاه ، يمكن أن يساعد استخدام أجهزة SIC في تحسين النطاق ، ثم تقليل التكلفة عن طريق تقليل سعة البطارية
