碳化硅肖特基二极管依托金属‑半导体的肖特基接触构筑整流势垒,属于第三代宽禁带功率器件,兼备极低正向导通压降、极速开关响应等优异性能,现已成为高压高效率电源方案里的核心元器件。
一、工作原理
碳化硅肖特基二极管区别于常规 PN‑结二极管,依靠金属和 N 型碳化硅接触面形成的肖特基势垒完成单向导电,导电载体仅有电子,属于单极性导通器件。
正向偏置
施加正向电压之后,金属电极与 N 型碳化硅之间的势垒高度下降,半导体内部的自由电子便可轻松跨越接触层形成导通电流。得益于此,器件正向导通压降普遍可以控制在 0.3 V 以内,导通损耗很低,能够有效提升电源转换能效。
反向偏置
因其不存在 PN 结构,没有少数载流子储存效应。承受反向电压时漏电流很小,碳化硅材料本身具备超高击穿场强,高压工况稳定性出众,适配各类高压功率电路。
二、结构特点
基础构造主要分为重掺杂 N 型碳化硅基底、表层肖特基金属接触层、底部欧姆接触层三大部分。
对比传统 PN 结功率二极管,它摒弃了半导体 PN 结结构,仅依靠金属‑半导体界面实现整流;凭借碳化硅材料属性,器件耐受高温、高频环境的能力大幅优于普通硅基二极管。
三、核心性能优势
导通损耗低:正向压降偏小,工作时发热更低,减少电源回路的功率消耗;
开关速度极快:几乎不存在反向恢复电荷,反向恢复时长通常小于 10 ns,适配高频开关电源、高速脉冲电路,还能够降低电磁干扰;
耐高温高压:碳化硅拥有出色的导热系数与击穿场强,器件可在高压、高温的严苛工况之下稳定长期运行;
单极型导电:无少数载流子存储,开关损耗几乎不受工作频率影响。
四、主要应用领域
碳化硅肖特基二极管多用于追求高效率、高可靠度的高压功率设备,主流场景包含开关电源、PFC 功率因数校正电路、光伏逆变器、新能源汽车电控、储能设备、工业电源以及高频射频处理电路。
总结
依托特殊的肖特基接触机理与碳化硅宽禁带材料优势,碳化硅肖特基二极管攻克了传统硅基二极管在高压、高温、高频层面的性能短板,是当下高效率电力电子设备不可或缺的功率元器件。
金誉半导体是一家专注于高性能元器件设计、封装与制造的领军半导体企业。核心产品涵盖存储产品、功率器件、集成电路及配套解决方案,致力于满足全球市场对高效能源管理与功率控制的持续需求。
金誉半导体碳化硅肖特基二极管芯片选型表及参数
|
Part Number
|
Package
|
VR (V)
|
IF (A)
|
Ifsm (A)
|
VF (V)
|
Qc (nC)
|
IR (μA)
|
|
PSD065D06
|
TO-252
|
650
|
6
|
54
|
3
|
1.4
|
16.8
|
|
PSP065D12
|
TO-220
|
650
|
12
|
96
|
6
|
1.45
|
34.3
|
|
PSP065D16
|
TO-220
|
650
|
16
|
136
|
8
|
1.45
|
45.6
|
|
PSP120D05
|
TO-220
|
1200
|
5
|
63
|
3
|
1.4
|
27
|
|
PSP120D06
|
TO-220
|
1200
|
6
|
50
|
20
|
1.4
|
36
|
|
PSY120D10
|
TO-263
|
1200
|
10
|
95
|
5
|
1.4
|
51.4
|
|
PSW120D15
|
TO-247
|
1200
|
15
|
150
|
5
|
1.45
|
76.5
|
|
PSW120D30
|
TO-247
|
1200
|
30
|
300
|
10
|
1.45
|
153
|
|
PSW120D40
|
TO-247
|
1200
|
40
|
410
|
20
|
1.45
|
206
|
|
PSP065D06
|
TO-220-2
|
650
|
6
|
66
|
1.34
|
18
|
1.2
|
|
PSN065D06
|
PDFN5X6
|
650
|
6
|
70
|
1.34
|
18
|
1.2
|
|
PSP065D08
|
TO-220-2
|
650
|
8
|
76
|
1.39
|
23
|
6
|
|
PSF065D08
|
TO-220F-2
|
650
|
8
|
75
|
1.39
|
23
|
6
|
|
PSW065D08
|
TO-247-2
|
650
|
8
|
74
|
1.39
|
23
|
6
|
|
PSW065D16D
|
TO-247-3
|
650
|
16
|
148
|
1.39
|
23
|
6
|
|
PSP065D10
|
TO-220-2
|
650
|
10
|
96
|
1.37
|
30
|
5
|
|
PSF065D10
|
TO-22F-2
|
650
|
10
|
92
|
1.37
|
30
|
5
|
|
PSN065D10
|
PDFN5X6
|
650
|
10
|
96
|
1.37
|
30
|
5
|
|
PSW065D10
|
TO-247-2
|
650
|
10
|
92
|
1.37
|
30
|
5
|
|
PSP065D20
|
TO-220-2
|
650
|
20
|
172
|
1.35
|
62
|
6
|
|
PSY065D20
|
TO-263-3
|
650
|
20
|
142
|
1.35
|
62
|
6
|
|
PSW065D20
|
TO-247-2
|
650
|
20
|
170
|
1.35
|
62
|
10
|
|
PSW065D40D
|
TO-247-3
|
650
|
40
|
346
|
1.35
|
62
|
6
|
|
PSW090D20
|
TO-247-2
|
900
|
20
|
125
|
1.39
|
106
|
4
|
|
PSW090D40D
|
TO-247-3
|
900
|
40
|
250
|
1.39
|
106
|
6
|
|
PSD120D02
|
TO-252-3
|
1200
|
2
|
19
|
1.38
|
12
|
1
|
|
PSP120D10
|
TO-220-2
|
1200
|
10
|
64
|
1.43
|
52
|
2
|
|
PSW120D10
|
TO-247-2
|
1200
|
10
|
59
|
1.43
|
52
|
2
|
|
PSW120D20D
|
TO-247-3
|
1200
|
20
|
120
|
1.43
|
52
|
2
|
|
PSP120D20
|
TO-220-2
|
1200
|
20
|
110
|
1.45
|
98
|
2
|
|
PSW120D20
|
TO-247-2
|
1200
|
20
|
220
|
1.45
|
98
|
2
|
|
PSW120D40D
|
TO-247-3
|
1200
|
40
|
220
|
1.45
|
98
|
2
|