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在Si-IGBT/SiC混合技术中使用1.7 kV和3.3 kV碳化硅二极管

DOI：10.3938/jkps.73.1356 期刊：Journal of the Korean Physical Society 出版年份：2018 更新时间：2025-09-23 15:21:01
摘要： 在硅绝缘栅双极晶体管（IGBT）?？橹胁捎锰蓟瑁⊿iC）二极管替代传统硅二极管具有显著优势，可大幅降低功率损耗。此外，碳化硅二极管的快速开关特性能够使硅基IGBT充分发挥其高速开关的潜力——这是传统硅二极管目前无法实现的。本研究展示了硅基IGBT/4H-SiC肖特基混合衬底（碳化硅混合衬底）的电学测试结果，这些衬底设计有两种额定电压：1.7千伏和3.3千伏。通过对比1.7千伏与3.3千伏的硅基IGBT/硅二极管衬底（硅衬底）在室温（20℃，RT）和高温（125℃，HT）条件下的表现，发现碳化硅混合衬底的开关损耗远低于硅衬底，但需采取必要措施抑制电流波形中的振荡现象。同时，本文还报道了器件有源区与终端区设计参数变化对1.7千伏/50安培二极管电性能的影响。
作者： Y. K. Sharma，L. Coulbeck，P. Mumby-Croft，Y. Wang，I. Deviny
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研究概述 实验方案 设备清单

研究目的

研究用碳化硅（SiC）二极管替代传统硅（Si）二极管在绝缘栅双极型晶体管（IGBT）?？橹械挠攀?，重点在于降低功率损耗并使硅基IGBT能够充分发挥其高速开关的潜力。

研究成果

研究得出结论：与硅技术相比，混合碳化硅技术能提供更节能的功率转换方案，其开关损耗显著降低。但研究同时指出，由于正向压降随温度剧烈变化，且必须解决振荡引发的电磁干扰问题，3.3千伏碳化硅二极管技术仍需进一步改进。

研究不足

研究指出，虽然混合碳化硅技术具有低开关损耗的优势，但其导通损耗较高，因此适用于开关频率至少高于1kHz的应用场景。此外，在使用碳化硅二极管时，需要采取工程策略来最小化由振荡引起的电磁干扰问题。

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