Leistungsbauelemente aus Siliziumkarbid (SiC) haben aufgrund ihrer \u00fcberlegenen Leistung im Vergleich zu IGBTs auf Siliziumbasis gro\u00dfes Interesse bei der Industrie geweckt. SiC-Bauteile zeichnen sich durch einen geringeren Einschaltwiderstand, geringere Schaltverluste und eine niedrigere Betriebstemperatur aus, was neue Leistungsanwendungen erm\u00f6glicht.<\/p>\n
Cree\/Wolfspeed, Microsemi, Infineon, GeneSiC, ROHM und ST geh\u00f6ren zu den zahlreichen Lieferanten, die sowohl planare als auch Trench-MOSFETs anbieten.<\/p>\n
SiC-Leistungs-MOSFETs verf\u00fcgen \u00fcber eine breitere Bandl\u00fccke, die es ihnen erm\u00f6glicht, bei h\u00f6heren Spannungen zu arbeiten, wodurch sie sich f\u00fcr Anwendungen wie Ladeger\u00e4te f\u00fcr Elektrofahrzeuge, USVs und Solar-Stringwechselrichter eignen. Dies f\u00fchrt zu niedrigeren Betriebskosten und geringeren Energieverlusten, die zu einer Verschlechterung der Umweltbedingungen beitragen, w\u00e4hrend gleichzeitig die Effizienz durch eine Verringerung der passiven Komponenten und Schaltverluste verbessert wird. Damit eignen sich diese Ger\u00e4te ideal f\u00fcr anspruchsvolle Anwendungen wie Ladeger\u00e4te f\u00fcr Elektrofahrzeuge, USVs und Solar-Stringwechselrichter, bei denen es auf Effizienz ankommt.<\/p>\n
SiC-Leistungsbauelemente haben au\u00dferdem den Vorteil, dass sie eine hohe elektrische Feldst\u00e4rke aufweisen, die es ihnen erm\u00f6glicht, h\u00f6here Stromst\u00e4rken bei geringerer Gr\u00f6\u00dfe des externen Gate-Widerstands und geringeren Kosten zu bew\u00e4ltigen. Dies ist besonders vorteilhaft f\u00fcr DC\/DC-Wandler mit LLC-Resonanz, bei denen das Verh\u00e4ltnis zwischen Spannung und Schaltleistung (COSS\/VDS) im Vergleich zu anderen Bauelementtypen sehr viel linearer ist.<\/p>\n
SiC-Leistungs-MOSFETs weisen hohe Sperrspannungen auf, was sie in Hochspannungsumgebungen sicherer macht als ihre Silizium-Gegenst\u00fccke, die niedrigere Sperrspannungen aufweisen. Dies macht den SiC-MOSFET zuverl\u00e4ssiger, da er mit den rauen Bedingungen in Kfz-Antriebssystemen zurechtkommt. Dar\u00fcber hinaus k\u00f6nnen SiC-MOSFETs h\u00f6here di\/dt-Bedingungen und h\u00f6here Body-Dioden-Werte bew\u00e4ltigen, was eine robuste Kommutierung erm\u00f6glicht und gleichzeitig h\u00f6here BV-Werte in Body-Dioden f\u00fcr eine zuverl\u00e4ssige Kommutierung und Body-Dioden-Nutzung zul\u00e4sst.<\/p>\n
Siliziumkarbid-Bauelemente (SiC) k\u00f6nnen aufgrund ihrer breiten Bandl\u00fccke im Vergleich zu herk\u00f6mmlichen Silizium-Bauelementen h\u00f6here Spannungen bei geringeren Leistungsverlusten erreichen, was zu einer h\u00f6heren Energieeffizienz, einer geringeren Anzahl von Komponenten, kleineren Geh\u00e4usen und einem kompakteren Gesamtdesign f\u00fchrt.<\/p>\n
SiC-MOSFETs sorgen bei modernen Stromrichtern f\u00fcr schnelle Schaltfrequenzen und sind damit ein wichtiges Bauteil. Leider kann es bei diesen MOSFETs jedoch zu \u00dcberschwingungen und Oszillationen kommen, die die elektromagnetische Kompatibilit\u00e4t st\u00f6ren oder zu einem vorzeitigen Ausfall der Ger\u00e4te f\u00fchren. Um diese nachteiligen Auswirkungen zu verringern, m\u00fcssen die Gate-Ansteuerungsparameter optimiert und parasit\u00e4re Induktivit\u00e4ten so schnell wie m\u00f6glich reduziert werden.<\/p>\n
Mit der Umstellung der Energiewirtschaft auf umweltfreundlichere Energiequellen ist die Nachfrage nach Hochspannungsger\u00e4ten in die H\u00f6he geschnellt, so dass Materialien der n\u00e4chsten Generation wie SiC diesen steigenden Bedarf decken k\u00f6nnen. SiC erm\u00f6glicht Anwendungen im Megawattbereich, wie z. B. Bahnstromrichter und industrielle Mittelspannungsantriebe - etwas, wof\u00fcr SiC ideal ist.<\/p>\n
SiC-MOSFETs profitieren von h\u00f6heren Betriebstemperaturen und breiteren Bandl\u00fccken, die viel gr\u00f6\u00dferen Spannungen standhalten k\u00f6nnen, wodurch der On-Widerstand sinkt und die Leistungsdichte steigt. Die CoolSiC G2-Portfolios von weEn bieten den klassenbesten RDS(ON) sowohl bei 650 V als auch bei 1200 V unter Verwendung der Trench-Assisted-Planar-Technologie sowie Hochleistungsdioden, um Zuverl\u00e4ssigkeit und Leistung zu gew\u00e4hrleisten. Sie eignen sich f\u00fcr Anwendungen von 10 kW bis hin zu MW im Schienenverkehr, f\u00fcr das schnelle Laden von Elektrofahrzeugen und f\u00fcr Solar-Wind-Anwendungen in der Industrie.<\/p>\n
SiC-Leistungs-MOSFETs bieten schnelle Schalteigenschaften bei minimalem Leitungsverlust und Betriebstemperaturbereich, was bei neuen elektronischen Schaltungsdesigns erhebliche Vorteile bietet.<\/p>\n
Schnelles Schalten kann viele Vorteile f\u00fcr Schaltungsentw\u00fcrfe mit sich bringen, z. B. kleinere Stellfl\u00e4chen, h\u00f6here Effizienz und geringere Gesamtverzerrung (THD). Diese Methode bringt jedoch auch zahlreiche Herausforderungen mit sich. Dazu geh\u00f6rt der Bedarf an Hochgeschwindigkeitspr\u00fcfger\u00e4ten, wie z. B. passive Spannungstastk\u00f6pfe mit ausreichender Bandbreite und dynamischer Leistung, sowie Strombeobachtungswiderst\u00e4nde mit sehr kleinen Ladekapazit\u00e4ten.<\/p>\n
Eine Herausforderung f\u00fcr den effizienten Betrieb komplexer Systeme besteht darin, parasit\u00e4re Effekte wie Messungenauigkeiten, Stromschwankungen, Spannungs-\/Stromspitzen bei \u00dcberg\u00e4ngen und die galvanische Isolierung von Gate-Treibern\/SiC-FETs von Niederspannungsschaltkreisen zu minimieren.<\/p>\n
Die gro\u00dfe Bandl\u00fccke von Siliziumkarbid erm\u00f6glicht es den Elektronen, sich schnell entlang des Kanals zu bewegen, was zu schnelleren Schaltgeschwindigkeiten, einem geringeren Durchlasswiderstand, einem d\u00fcnneren Verarmungsbereich und einer h\u00f6heren Sperrspannung f\u00fchrt. Daher eignen sich SiC-MOSFETs ideal f\u00fcr Anwendungen, die ein schnelles Schalten mit geringen Verlusten erfordern, wie z. B. Dreiphasen-Wechselrichter, unterbrechungsfreie Stromversorgungen (USV) und Photovoltaik-Wechselrichter.<\/p>\n
SiC-MOSFETs weisen einen geringeren On-Widerstand auf als ihre Silizium-Gegenst\u00fccke und eignen sich daher f\u00fcr Hochspannungsanwendungen. Dies ist dank der breiteren Bandl\u00fccke des SiC-Materials m\u00f6glich, die zu d\u00fcnneren Verarmungsbereichen f\u00fchrt, in denen sich die Elektronen leichter zwischen den Source- und Drain-Anschl\u00fcssen des Bauelements bewegen k\u00f6nnen. Dar\u00fcber hinaus tragen die \u00fcberlegene W\u00e4rmeleitf\u00e4higkeit und die h\u00f6here S\u00e4ttigungselektronendriftgeschwindigkeit zu schnelleren Schaltvorg\u00e4ngen bei, die den Durchlasswiderstand im Vergleich zu Silizium-Bauelementen um bis zu 15 Prozent senken.<\/p>\n
Der geringere spezifische Durchlasswiderstand von SiC-Leistungs-MOSFETs kann auch zur Verringerung der Diodengr\u00f6\u00dfe und der Gesamtsystemverluste beitragen, wodurch sich diese Bauelemente ideal f\u00fcr den Einsatz in Wechselrichtern f\u00fcr elektrische Antriebe und USV-Anwendungen eignen.<\/p>\n
Da die Nachfrage nach Hochspannungs-Leistungsbauelementen steigt, suchen die Hersteller nach M\u00f6glichkeiten, die On-Widerstandsleistung zu verbessern, um die Systemverluste weiter zu verringern und h\u00f6here Wirkungsgrade in Leistungssystemen zu erm\u00f6glichen. SiC-Leistungs-MOSFETs sind die ideale L\u00f6sung, da sie mit ihren \u00fcberlegenen elektrischen Eigenschaften wie hoher kritischer Durchbruchfeldst\u00e4rke, W\u00e4rmeleitf\u00e4higkeit und intrinsischer Ladungstr\u00e4gerkonzentration eine hervorragende L\u00f6sung darstellen.<\/p>\n
SiC-Leistungs-MOSFETs werden aufgrund ihrer verbesserten On-State-Eigenschaften immer h\u00e4ufiger eingesetzt und erm\u00f6glichen effizientere Schaltdesigns f\u00fcr eine Vielzahl von Hochspannungsanwendungen. Leider gibt es jedoch immer noch einige Zuverl\u00e4ssigkeitsprobleme mit diesen Bauelementen, wie z. B. die Degradation des Gate-Oxids, der Ausfall bei beschleunigten Lebensdauertests bei hohen Temperaturen (ALT-HTRB) und Neutronensch\u00e4den.<\/p>","protected":false},"excerpt":{"rendered":"
Silicon Carbide (SiC) power devices have attracted significant industry interest due to their superior performance compared to silicon-based IGBTs. SiC devices boast lower on-resistance, switching loss and operating temperature that enable new power applications. Cree\/Wolfspeed, Microsemi, Infineon, GeneSiC, ROHM and ST are among the numerous suppliers that offer both planar and trench MOSFETs. Improved Voltage… Weiterlesen »Vorteile von Siliziumkarbid-Leistungs-MOSFETs<\/span><\/a><\/p>","protected":false},"author":1,"featured_media":0,"comment_status":"closed","ping_status":"closed","sticky":false,"template":"","format":"standard","meta":{"neve_meta_sidebar":"","neve_meta_container":"","neve_meta_enable_content_width":"","neve_meta_content_width":0,"neve_meta_title_alignment":"","neve_meta_author_avatar":"","neve_post_elements_order":"","neve_meta_disable_header":"","neve_meta_disable_footer":"","neve_meta_disable_title":"","footnotes":""},"categories":[1],"tags":[],"class_list":["post-152","post","type-post","status-publish","format-standard","hentry","category-uncategorized"],"aioseo_notices":[],"_links":{"self":[{"href":"https:\/\/siliconcarbideplate.net\/de\/wp-json\/wp\/v2\/posts\/152","targetHints":{"allow":["GET"]}}],"collection":[{"href":"https:\/\/siliconcarbideplate.net\/de\/wp-json\/wp\/v2\/posts"}],"about":[{"href":"https:\/\/siliconcarbideplate.net\/de\/wp-json\/wp\/v2\/types\/post"}],"author":[{"embeddable":true,"href":"https:\/\/siliconcarbideplate.net\/de\/wp-json\/wp\/v2\/users\/1"}],"replies":[{"embeddable":true,"href":"https:\/\/siliconcarbideplate.net\/de\/wp-json\/wp\/v2\/comments?post=152"}],"version-history":[{"count":1,"href":"https:\/\/siliconcarbideplate.net\/de\/wp-json\/wp\/v2\/posts\/152\/revisions"}],"predecessor-version":[{"id":153,"href":"https:\/\/siliconcarbideplate.net\/de\/wp-json\/wp\/v2\/posts\/152\/revisions\/153"}],"wp:attachment":[{"href":"https:\/\/siliconcarbideplate.net\/de\/wp-json\/wp\/v2\/media?parent=152"}],"wp:term":[{"taxonomy":"category","embeddable":true,"href":"https:\/\/siliconcarbideplate.net\/de\/wp-json\/wp\/v2\/categories?post=152"},{"taxonomy":"post_tag","embeddable":true,"href":"https:\/\/siliconcarbideplate.net\/de\/wp-json\/wp\/v2\/tags?post=152"}],"curies":[{"name":"wp","href":"https:\/\/api.w.org\/{rel}","templated":true}]}}