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有助于高输出电源的高效率和低损耗

与FRD相比,恢复损耗大大降低:快速恢复二极管
大容量电源PFC的省电高效设计

碳化硅(SiC)是一种由硅(Si)和碳(C)组成的半导体化合物材料。这种材料相比于硅具有更宽的带隙,因此具有更高的介电击穿场强和更好的导热性。用SiC制作的肖特基势垒二极管(SBD)具有较高的反向电压。我们的产品采用改进的JBS(结势垒控制肖特基)结构,除了具有SBD的高速反向恢复特性外,还可实现开关电源应用所需的低漏电流(反向电流)和高浪涌电流(非重复峰值正向浪涌电流)。
我们最新的第二代产品与第一代产品相比将(VF・Qcj※1※2降低了约67%,这对开关于电源等应用来说是一个关键的品质因数。
为了应对不断增长的设备功率容量,我们的产品线增加了两款正向直流电流为12A的产品,“TRS12A65F”(采用隔离型封装TO-220F-2L)和“TRS12E65F”(采用非隔离型封装TO-220-2L)。这些产品实现了97A(最大值)的高非重复峰值正向电流(适用于TRS12E65F)和1.45V(典型值)的低正向电压,有助于节省电力和提高设备效率。

※ 1 Qcj:反向电压为0.1V至400V的结电容的总电容电荷

※ 2:通过权衡关系来计算正向电压和电荷量特性的乘积来比较用于开关应用的适用性的指标。该值越小,性能越好。

特性

  • 高非重复峰值正向浪涌电流:IFSM=97A(TRS12E65F)
  • 低的反向电流:IR=0.3至0.6μA(典型值)
  • 三种封装类型的产品线:隔离型TO-220F-2L、非隔离型TO-220-2L、非隔离型TO-247
  • 提供实用的应用手册、参考设计和其它文档。

改进的JBS结构,实现漏电流和高浪涌电流能力

图1 常规结构SBD和JBS结构SBD的最大电场图像
图1 常规结构SBD和JBS结构SBD的最大电场图像

SBD一般具有反向恢复时间短、正向电压低的优点,但也存在漏电流(反向电流)大和浪涌电流能力(非重复峰值正向浪涌电流)低的缺点。我们通过采用改进的JBS结构改善了这个缺点。
由于其功函数差异,SBD组合了半导体和金属以实现二极管。在这个结表面,分子结构可能是不连续的,存在表面不规则,晶体缺陷等。当高电场被施加在有许多此类缺陷的半导体-金属界面上时,将会出现所谓的漏电流流动。
 在常规结构的SBD中,耗尽区延伸至半导体侧(如图1所示),使得电荷(或电子)产生最强的电场在半导体-金属界面处。
相反,在JBS二极管中,耗尽区延伸至部分埋在半导体表面下的p和n-区之间。当反向偏压增大时,p型耗尽区相互穿插,最大电场位置直接在p区下面移动。这就降低了具有高概率缺陷的表面上的电场,从而减少了漏电流。

图2 常规SBD的电流图像
图2 常规SBD的电流图像

当常规SBD正向偏置时,电流流经以下路径,如图2所示:
金属 ->肖特基势垒->n-层->n+层。此时,由于掺杂浓度较低,n-层具有相对较大的电阻成分。因此,会产生很大的电阻元件发热的影响,同时允许正向大电流(例如浪涌电流)的能力受到限制。

 

为实现高的浪涌电流能力,我们采纳了MPS(合并PiN肖特基)结构概念并开发出改进JBS结构的产品。
MPS结构的p+区埋在SBD的n-区。(在东芝的设计中,JBS结构的部分p层被放大,这部分的杂质浓度增加。)原始SBD的p+区和n-区形成一个pn结二极管,在需要大电流(高浪涌电流)时导通。这增加了SBD的载流能力,即使在大电流下也能降低正向电压的升高,从而实现了高浪涌电流能力。.

请参阅以下内容了解关于改进的JBS结构的详细信息。

SiC 肖特基势垒二极管
应用手册

产品规格

器件型号

TRS12A65F
Stock Checking

TRS12E65F
Stock Checking

TRS24N65FB
Stock Checking

TRS20N65FB
Stock Checking

TRS16N65FB
Stock Checking

TRS12N65FB
Stock Checking

数据表 PDF PDF PDF PDF PDF PDF

封装

(宽×长×高mm)

TO-220F-2L
(隔离型)

(10.0×15.0
×4.5)TO-220F-2L(isolation type)

TO-220-2L
(非隔离型)

(10.05×15.3
×4.45)

TO-220-2L(non-isolation type)

TO-247
(非隔离型)

(15.94×20.95×5.02)

TO-247(non-isolation type)

绝对最大额定值

重复峰值反向电压

  VRRM(V)

650

正向直流电流

  IF(DC)(A)

12

24

20

16

12

非重复峰值正向浪涌电流

  IFSM(A)@t=10 ms

92

97

92

79

65

52

结温Tj(°C)

175

电气特性

反向电流IR典型值(μA)

 @VR=650 V

0.6

0.6

0.5

0.4

0.3

正向电压

  VF典型值(V)

1.45

@IF=12 A

1.45

@IF=12 A

1.45

@IF=10 A

1.45

@IF=8 A

1.45

@IF=6 A

总电容电荷Qcj典型值(nC)

@VR=0.1~400V

30

30

24

19.4

15

热特性

热阻(结/壳)

 Rth(j-C)最大值(°C/W)

3.65

1.3

1.3

1.4

1.8

2.2

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