【導讀】碳化矽作為一種寬禁帶半導體材料，比傳統的矽基器件具有更優越的性能。碳化矽的寬禁帶(3.26eV)
、高臨界場(3×106V/cm)和高導熱係數(49W/mK)使功率半導體器件效率更高
，運行速度更快，能夠有效降低產品成本、體積及重量。

碳化矽具有載流子飽和速度高和熱導率大的特點
，應用開關頻率可達到1MHz，在高頻應用中優勢明顯
，其中碳化矽肖特基二極管（SiC JBS）耐壓可以達到6000V以上。

相xiang對dui應ying的de，矽gui材cai料liao的de禁jin帶dai寬kuan度du較jiao低di
，在zai較jiao低di的de溫wen度du下xia矽gui器qi件jian本ben征zheng載zai流liu子zi濃nong度du較jiao高gao，而er高gao的de漏lou電dian流liu會hui造zao成cheng熱re擊ji穿chuan，這zhe限xian製zhi了le器qi件jian在zai高gao溫wen環huan境jing和he大da功gong率lv耗hao散san條tiao件jian下xia工gong作zuo。

1
、碳化矽肖特基二極管器件結構和特征

用碳化矽肖特基二極管替換快速PN 結的快速恢複二極管（FRD)
，能夠明顯減少恢複損耗，有利於開關電源的高頻化，減小電感
、變壓器等被動元件的體積，使開關電源小型化，並降低產品噪音。

2、碳化矽肖特基二極管的正向特性

碳化矽肖特基二極管的開啟導通電壓比矽快速恢複二極管較低，如果要降低VF值，需要減薄肖特基勢壘的高度，但這會使器件反向偏壓時的漏電流增大。

碳化矽肖特基二極管的溫度特性與矽快速恢複二極管不同，當溫度升高時導通阻抗會增加，VF值也上升
，這樣器件發熱不易發生熱失控
，更適合並聯使用。

同等溫度條件下
，IF=10A時碳化矽與矽二極管正向導通電壓比對，碳化矽肖特基二極管的導通壓降為1.5V，矽快速恢複二極管的導通壓降為1.7V, 碳化矽材料性能好於矽材料。

3、碳化矽肖特基二極管的恢複特性

矽gui快kuai速su恢hui複fu二er極ji管guan存cun在zai反fan向xiang漏lou電dian流liu較jiao大da和he反fan向xiang恢hui複fu時shi間jian長chang的de問wen題ti，當dang二er極ji管guan從cong正zheng向xiang導dao通tong狀zhuang態tai切qie換huan到dao反fan向xiang截jie止zhi狀zhuang態tai時shi
，瞬shun間jian會hui產chan生sheng極ji大da的de反fan向xiang瞬shun態tai衝chong擊ji電dian流liu

，器qi件jian從cong正zheng壓ya導dao通tong轉zhuan向xiang反fan壓ya截jie止zhi偏pian壓ya狀zhuang態tai。此ci過guo程cheng時shi間jian長chang，電dian流liu大da，會hui產chan生sheng較jiao大da的de損sun耗hao，當dang器qi件jian正zheng向xiang電dian流liu越yue大da及ji溫wen度du越yue高gao時shi，恢hui複fu時shi間jian和he恢hui複fu電dian流liu就jiu越yue大da，損sun耗hao也ye就jiu越yue大da。

碳化矽肖特基二極管是一種多數載流子導電器件（單極性器件），在(zai)工(gong)作(zuo)過(guo)程(cheng)中(zhong)不(bu)會(hui)發(fa)生(sheng)少(shao)數(shu)載(zai)流(liu)子(zi)存(cun)儲(chu)的(de)現(xian)象(xiang)
，也(ye)不(bu)會(hui)產(chan)生(sheng)過(guo)大(da)的(de)正(zheng)反(fan)向(xiang)切(qie)換(huan)瞬(shun)態(tai)衝(chong)擊(ji)電(dian)流(liu)
，隻(zhi)有(you)結(jie)電(dian)容(rong)放(fang)電(dian)的(de)小(xiao)電(dian)流(liu)，因(yin)此(ci)碳(tan)化(hua)矽(gui)肖(xiao)特(te)基(ji)二(er)極(ji)管(guan)的(de)開(kai)關(guan)損(sun)耗(hao)比(bi)矽(gui)快(kuai)速(su)恢(hui)複(fu)二(er)極(ji)管(guan)更(geng)低(di)。使(shi)用(yong)碳(tan)化(hua)矽(gui)肖(xiao)特(te)基(ji)二(er)極(ji)管(guan)可(ke)以(yi)減(jian)少(shao)損(sun)耗(hao)，能(neng)快(kuai)速(su)穩(wen)定(ding)實(shi)現(xian)器(qi)件(jian)的(de)正(zheng)反(fan)切(qie)換(huan)，提(ti)高(gao)產(chan)品(pin)的(de)效(xiao)率(lv)和(he)降(jiang)低(di)產(chan)品(pin)噪(zao)音(yin)

，同(tong)時(shi)易(yi)於(yu)改(gai)善(shan)EMI。

以下測試結果基於基本半導體碳化矽肖特基二極管B1D20065K(650V/20A),電流特性（5A、10A
、15A）：

矽快速恢複二極管（環境溫度25℃）                     

碳化矽肖特基二極管（環境溫度25℃）

    ○ 矽快恢複二極管在5A
、10A和15A對應的反向恢複電流分別是9.3A、13.0A和15.8A；

    ○ 碳化矽肖特基二極管在5A、10A和15A對應的反向恢複電流分別是2.5A
、3.1A和3.6A；

從測試數據來看，在5A

、10A
、15A三等級電流測試中，碳化矽肖特基二極管的反向恢複電流比矽快恢複二極管小
，有利提升產品效率。

矽快速恢複二極管（10A）

碳化矽肖特基二極管（10A）

    ○ 在25℃和125℃時，矽快恢複二極管的反向恢複電流分別是13.2A和24.4A；

    ○ 在25℃和125℃時，碳化矽肖特基二極管的反向恢複電流分別是3.0A和3.1A；

從測試數據來看，在同等溫度條件下，IF=10A時
，碳化矽肖特基二極管的反向恢複電流低於矽快恢複二極管，因此碳化矽肖特基二極管的損耗同樣低於矽快恢複二極管。

4、基本半導體碳化矽肖特基二極管主要特性參數及應用

    ○ 最高反向工作電壓（VRSM）：二極管能承受的最大反向電壓；

    ○ 正向連續導通電流（IF）：二極管長期連續工作時所允許通過的最大正向電流
，IF值與器件結溫呈負相關關係
，結溫越高，IF值越小。

    ○ 正向瞬時導通電流（IF）：IFSM及IFMAX越大
，瞬時抗衝擊浪湧能力越強。

    ○ 正向電壓（VF）：正向電壓越大
，二極管的功耗越大
，其值越小越好。

    ○ 工作溫度（Tj）: Tj的工作溫度越寬，說明器件的高溫特性越好，可以在高溫下工作，不影響器件的性能。

    ○ 反向飽和電流（IR）：也ye稱cheng為wei漏lou電dian流liu
，在zai反fan向xiang偏pian壓ya一yi定ding的de情qing況kuang下xia，反fan向xiang飽bao和he電dian流liu的de大da小xiao決jue定ding了le二er極ji管guan自zi身shen的de損sun耗hao
，反fan向xiang飽bao和he電dian流liu越yue大da，二er極ji管guan的de功gong耗hao越yue大da
，器qi件jian本ben體ti發fa熱re越yue嚴yan重zhong，因yin此ci反fan向xiang飽bao和he電dian流liu直zhi接jie影ying響xiang二er極ji管guan的de可ke靠kao性xing
，其qi值zhi越yue小xiao越yue好hao

；

    ○ 電荷電容（QC）：QC越大，二極管的開關損耗越大；

    ○ 熱阻Rth(jc): Rth(jc)值越小
，在使用中二極管管芯向外部散熱速度越快，器件溫度越低，散熱效果越好
，器件工作穩定性越好。

基本半導體自主研發推出了650V
、1200V、1700V係列標準封裝碳化矽肖特基二極管及1200V碳化矽MOSFET產品
，具有極高的工作效率，性能優越達到國際先進水平，可廣泛應用於新能源充電樁
、光伏逆變器、5G微基站電源
、軌道交通係統中的輔助電源以及車載OBC等功率因數校正電路（PFC 電路）和DC/DC整流輸出電路中。

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