SiC肖特基二極管模塊利用寬禁帶材料(Eg=3.26eV)的特性實現超快開關。其金屬-半導體接觸形成的肖特基勢壘高度(ΦB≈1.2eV)決定了正向壓降(Vf≈1.5V@25℃)。與硅器件相比,SiC模塊的漂移區(qū)電阻降低90%(因臨界擊穿電場達3MV/cm),故1200V模塊的比導通電阻2mΩ·cm2。獨特的JBS(結勢壘肖特基)結構在PN結和肖特基結并聯,使模塊在高溫下漏電流仍<1μA(175℃時)。羅姆的SiC模塊實測顯示,其反向恢復電荷(Qrr)為硅FRD的1/5,可使逆變器開關頻率提升至100kHz以上。 超快恢復二極管模塊可減少EMI噪聲,優(yōu)化電機驅動和逆變器的電磁兼容性。貴州Infineon英飛凌二極管
高電壓二極管模塊(耐壓超過3kV)通常用于高壓直流輸電(HVDC)、軌道交通和工業(yè)變頻器等場景。這類模塊的設計面臨多項挑戰(zhàn),包括耐壓隔離、電場均布和散熱管理。為解決這些問題,制造商常采用多層DBC基板、分段屏蔽結構以及高性能絕緣材料(如AlN陶瓷)。此外,高電壓模塊還需通過嚴格的局部放電測試和熱循環(huán)驗證,以確保長期可靠性。例如,在風電變流器中,高壓二極管模塊需承受頻繁的功率波動和惡劣環(huán)境條件,因此其封裝工藝和材料選擇尤為關鍵。未來,隨著SiC和GaN技術的成熟,高壓二極管模塊的性能和功率密度將進一步提升。 整流二極管品牌額定正向平均電流(IF)是二極管模塊的關鍵參數,需匹配電路最大工作電流。
肖特基二極管模塊以其極低的正向壓降(0.3-0.5V)和近乎無反向恢復時間的特性,成為高頻開關電源的理想選擇。這類模塊通?;诠杌蛱蓟璨牧希m用于DC-DC轉換器、通信電源和服務器供電系統(tǒng)。例如,在數據中心中,肖特基模塊可明顯降低48V-12V轉換級的能量損耗,提升整體能效。然而,肖特基二極管的漏電流較大,耐壓能力相對較低(一般不超過200V),因此在高電壓應用中需謹慎選擇?,F代肖特基模塊通過優(yōu)化金屬-半導體接觸工藝和集成溫度保護功能,進一步提升了其可靠性和適用場景。
二極管的結構組成
二極管就是由一個PN結加上相應的電極引線及管殼封裝而成的。
采用不同的摻雜工藝,通過擴散作用,將P型半導體與N型半導體制作在同一塊半導體(通常是硅或鍺)基片上,在它們的交界面就形成空間電荷區(qū)稱為PN結。
由P區(qū)引出的電極稱為陽極,N區(qū)引出的電極稱為陰極。因為PN結的單向導電性,二極管導通時電流方向是由陽極通過管子內部流向陰極。
二極管有兩個電極,由P區(qū)引出的電極是正極,又叫陽極;由N區(qū)引出的電極是負極,又叫陰極。三角箭頭方向表示正向電流的方向,二極管的文字符號用VD表示。
Infineon的EconoDUAL?封裝模塊兼容多拓撲結構,為風電變流器提供高性價比解決方案。
二極管就是由一個PN結加上相應的電極引線及管殼封裝而成的。采用不同的摻雜工藝,通過擴散作用,將P型半導體與N型半導體制作在同一塊半導體(通常是硅或鍺)基片上,在它們的交界面就形成空間電荷區(qū)稱為PN結。PN結具有單向導電性,在PN結外加正向電壓V,在這個外加電場的作用下,PN結的平衡狀態(tài)被打破,P區(qū)中的空穴和N區(qū)的電子都往PN結方向移動,空穴和PN結P區(qū)的負離子中和,電子和PN結N區(qū)的正離子中和,這樣就使PN結變窄。隨著外加電場的增加,擴散運動進一步增強,漂移運動減弱。當外加電壓超過門檻電壓,PN結相當于一個阻值很小的電阻,也就是PN結導通。陶瓷基板封裝的二極管模塊具備良好散熱性,適合高功率密度場景。山東二極管原裝
反向漏電流(IR)隨溫度呈指數增長,高溫環(huán)境需選擇低 IR 的二極管模塊。貴州Infineon英飛凌二極管
快恢復二極管模塊的開關機理快恢復二極管(FRD)模塊的逆向恢復特性(trr<100ns)源于芯片的少子壽命控制技術。通過電子輻照或鉑摻雜,將PN結少數載流子壽命從μs級縮短至ns級。以1200V/50A FRD模塊為例,其反向恢復電流(Irr)與軟度因子(S=ta/tb)直接影響IGBT模塊的開關損耗。測試數據顯示,當di/dt=100A/μs時,優(yōu)化后的模塊Irr<30A,且S>0.8,可減少關斷電壓尖峰50%以上。模塊內部常集成RC緩沖電路,利用10Ω+100nF組合吸收漏感能量,抑制電磁干擾(EMI)。 貴州Infineon英飛凌二極管