2023-04-06
Силициевият карбид (SiC) е съставен полупроводник, който набира популярност през последните години поради многото си предимства пред традиционните полупроводникови материали като силиций. SiC има повече от 200 вида кристали и масовият 4H-SiC, например, има забранена честотна лента от 3,2 eV. Неговата мобилност на електроните при насищане, силата на пробивното електрическо поле и топлопроводимостта са по-добри от тези на конвенционалните полупроводници на базата на силиций, с превъзходни свойства като устойчивост на високо напрежение, устойчивост на висока температура и ниски загуби.
|
Si |
GaAs |
SiC |
GaN |
Ширина на честотната лента (eV) |
1.12 |
1.43 |
3.2 |
3.4 |
Наситена скорост на дрейф (107cm/s) |
1.0 |
1.0 |
2.0 |
2.5 |
Топлопроводимост (W·cm-1·К-1) |
1.5 |
0.54 |
4.0 |
1.3 |
Якост на разрушаване (MV/cm) |
0.3 |
0.4 |
3.5 |
3.3 |
Едно от основните предимства на силициевия карбид е неговата висока топлопроводимост, която му позволява да разсейва топлината по-ефективно от традиционните полупроводникови материали. Това го прави идеален материал за използване при високотемпературни приложения като силова електроника, където прекомерната топлина може да причини проблеми с производителността или дори повреда.
Друго предимство на силициевия карбид е неговото високо напрежение на пробив, което му позволява да се справя с по-високи напрежения и плътност на мощността в сравнение с традиционните полупроводникови материали. Това го прави особено полезен в приложения на силова електроника като инвертори, които преобразуват постояннотоково захранване в променливотоково захранване, и в приложения за управление на двигатели.
Силициевият карбид също има по-висока мобилност на електроните от традиционните полупроводници, което означава, че електроните могат да се движат през материала по-бързо. Това свойство го прави много подходящ за високочестотни приложения като радиочестотни усилватели и микровълнови устройства.
И накрая, силициевият карбид има по-широка ширина на лентата от традиционните полупроводници, което означава, че може да работи при по-високи температури, без да страда от термично разрушаване. Това го прави идеален за използване при високотемпературни приложения като космическа и автомобилна електроника.
В заключение, силициевият карбид е съставен полупроводник с много предимства пред традиционните полупроводникови материали. Неговата висока топлопроводимост, високо напрежение на пробив, висока подвижност на електрони и по-широка ширина на лентата го правят много подходящ за широк спектър от електронни приложения, особено при приложения с висока температура, висока мощност и висока честота. Тъй като технологията продължава да напредва, е вероятно употребата на силициев карбид да продължи да нараства по значение в полупроводниковата индустрия.