隨著可再生能源、電動汽車等領(lǐng)域的快速發(fā)展，傳統(tǒng)硅基半導(dǎo)體的性能瓶頸逐漸顯現(xiàn)。如何在高壓、大功率應(yīng)用中實(shí)現(xiàn)更高效率、更低損耗？答案是碳化硅（SiC）。作為寬禁帶半導(dǎo)體的代表，碳化硅憑借其優(yōu)異的高壓、高頻和高溫性能，正在成為光伏逆變器、電動汽車充電樁等領(lǐng)域的核心技術(shù)。

今天，我們?yōu)槟鷰硪豢铑嵏矀鹘y(tǒng)的產(chǎn)品——基本半導(dǎo)體面向工業(yè)應(yīng)用開發(fā)的PcoreTM2 E2B工業(yè)級碳化硅半橋模塊。它不僅采用了先進(jìn)的碳化硅技術(shù)，還結(jié)合了高性能氮化硅陶瓷基板和內(nèi)嵌碳化硅肖特基二極管的創(chuàng)新設(shè)計，為工業(yè)應(yīng)用提供了高效、穩(wěn)定的解決方案。

一、高性能氮化硅陶瓷基板帶來的革命性好處

為改善長期高溫度沖擊循環(huán)引起的CTE失配現(xiàn)象，PcoreTM2 E2B工業(yè)級碳化硅半橋模塊采用高性能的氮化硅(Si3N4)AMB陶瓷基板及高溫焊料，以滿足應(yīng)用端對高熱導(dǎo)率、優(yōu)異電絕緣性能以及高強(qiáng)度、高可靠性的要求。

1. 高熱導(dǎo)率與低熱膨脹系數(shù)

由于氮化硅陶瓷基板的熱導(dǎo)率遠(yuǎn)高于傳統(tǒng)的硅材料，這意味著在高功率密度的應(yīng)用中，它可以更有效地散熱。此外，其低熱膨脹系數(shù)確保了在溫度變化時器件的物理尺寸保持穩(wěn)定，從而減少了因熱循環(huán)引起的機(jī)械應(yīng)力，提高了模塊產(chǎn)品的長期可靠性。

相比之下，氧化鋁（Al?O?）雖然成本較低，但其熱導(dǎo)率僅為20-35 W/m·K，遠(yuǎn)低于氮化硅。氮化鋁（AlN）的熱導(dǎo)率較高，約為170-260 W/m·K，與氮化硅相近，但在高溫下，氮化鋁的性能可能會下降。

2. 優(yōu)異的電絕緣性能

氮化硅材料的電絕緣強(qiáng)度是硅的10倍，這使得PcoreTM2 E2B模塊能夠在更高的電壓和頻率下工作，同時保持較低的能量損耗。這對于追求高效率和高功率密度的應(yīng)用來說，是一個顯著的優(yōu)勢。而氧化鋁和氮化鋁雖然也具有良好的電絕緣性能，但它們的電氣性能通常不如氮化硅。

3. 耐環(huán)境影響

由于氮化硅材料對環(huán)境因素如濕度、溫度和化學(xué)物質(zhì)等具有很高的抵抗力，這保證了PcoreTM2 E2B模塊在惡劣環(huán)境下仍能保持穩(wěn)定性能，延長使用壽命。相比之下，氧化鋁和氮化鋁在某些極端環(huán)境下可能會出現(xiàn)性能退化，尤其是在高溫和化學(xué)腐蝕環(huán)境中。

二、晶圓內(nèi)嵌碳化硅肖特基二極管的顯著設(shè)計優(yōu)勢

1. 低開關(guān)損耗、抗雙極性退化

基于碳化硅肖特基二極管的零反向恢復(fù)特性，PcoreTM2 E2B模塊所采用的碳化硅MOSFET晶圓在設(shè)計時便考慮到了這一點(diǎn)，通過在碳化硅MOSFET元胞中內(nèi)置碳化硅二極管元胞，使得體二極管基本沒有反向恢復(fù)行為，大幅降低了器件的開通損耗。

這種設(shè)計有效避免了傳統(tǒng)體二極管的疊層缺陷問題，即當(dāng)逆電流流過本體二極管時，不會導(dǎo)致主體MOSFET管的有源區(qū)域減小和比導(dǎo)通電阻RDS(on)的變化。這種設(shè)計不僅降低了VF值，還防止了碳化硅的雙極性退化。

2. 低導(dǎo)通壓降

這一晶圓設(shè)計也使得PcoreTM2 E2B模塊中的體二極管（SiC SBD）具有極低的導(dǎo)通壓降，僅為1.35V。這比傳統(tǒng)的硅基二極管要低得多，直接導(dǎo)致了更低的正向壓降和更高的效率，尤其在高電流應(yīng)用中更為明顯。

3. 高速開關(guān)性能

內(nèi)嵌的碳化硅二極管不僅導(dǎo)通壓降低，而且具有非?？斓拈_關(guān)速度。這意味著在高頻應(yīng)用中，PcoreTM2 E2B模塊可以快速切換減少開關(guān)損耗，提高整體能效。

4. 高溫穩(wěn)定性

內(nèi)嵌碳化硅二極管的碳化硅MOSFET的使用還賦予了PcoreTM2 E2B模塊出色的高溫穩(wěn)定性。即使在極端的工作溫度下，內(nèi)嵌的碳化硅二極管也能保持其卓越的電氣特性，確保設(shè)備在各種環(huán)境下都能可靠運(yùn)行。

三、推薦應(yīng)用領(lǐng)域

憑借這些卓越的技術(shù)特點(diǎn)和性能優(yōu)勢，PcoreTM2 E2B碳化硅半橋模塊非常適合應(yīng)用于以下領(lǐng)域：

電能質(zhì)量全碳化APF/SVG的應(yīng)用——體積重量成本明顯下降，整機(jī)峰值工作效率提升至99%。

大功率充電樁應(yīng)用——充電樁采用碳化硅模塊可以增加近30%的輸出功率，減少50%的損耗。此外，碳化硅還能提高單位功率密度，減小模塊體積并簡化電路設(shè)計，對降低充電樁成本起到重要作用。

全碳化硅高速伺服應(yīng)用——更好的系統(tǒng)響應(yīng)能力，更精準(zhǔn)的控制，提供分立器件及功率模塊。

通過高性能氮化硅陶瓷基板和內(nèi)嵌碳化硅肖特基二極管的創(chuàng)新設(shè)計，Pcore2 E2B工業(yè)級碳化硅半橋模塊在高效能電源轉(zhuǎn)換領(lǐng)域樹立了新的標(biāo)桿。無論是光伏逆變器、電動汽車充電樁，還是高速伺服系統(tǒng)，這款模塊都能為您提供更高的效率、更低的損耗和更長的使用壽命。

如果您正在尋找一款能夠突破傳統(tǒng)硅基半導(dǎo)體限制的解決方案，Pcore2 E2B模塊將是您的不二之選！

登錄大大通，了解更多詳情，提問/評論，獲取技術(shù)文檔等更多資訊！