Siliziumkarbid (SiC) ist ein k\u00fcnstliches Halbleitermaterial, das f\u00fcr seine hohe Temperatur- und Spannungsleistung bekannt ist. Zu den beiden verf\u00fcgbaren Polymorphen geh\u00f6ren Alpha-SiC mit hexagonaler Kristallstruktur \u00e4hnlich dem Wurstit und Beta-SiC mit Zinkblende-Kristallstrukturen.<\/p>\n
In dieser Studie wurden drei experimentelle Systeme untersucht, darunter ein herk\u00f6mmliches AGPU-System sowie ein Einzelimpulstest und ein dreiphasiges Wechselrichtersystem. Ihre Effizienz und ihr detailliertes hartes Schaltverhalten wurden verglichen.<\/p>\n
Siliziumkarbid verf\u00fcgt \u00fcber eine breite Bandl\u00fccke, die es erm\u00f6glicht, mit hoher Geschwindigkeit zu schalten und dabei Tausende von Volt zu blockieren, was es zu einem idealen Material f\u00fcr Anwendungen in der Leistungselektronik macht. Dar\u00fcber hinaus weist SiC geringere Energieverluste auf und ben\u00f6tigt weniger Platz als herk\u00f6mmliche Siliziumbauteile. Damit ist es der ideale Halbleiter f\u00fcr das Aufladen von Batterien in Elektroautos, die Umwandlung von Solarenergie in Gleichstrom und die Optimierung des Wirkungsgrads der Energieumwandlung.<\/p>\n
H\u00f6here Schaltgeschwindigkeiten bringen neue Herausforderungen mit sich, die Ingenieure bew\u00e4ltigen m\u00fcssen: schwierige Pr\u00fcf- und Messmethoden, parasit\u00e4re Schaltungen, die \u00fcberm\u00e4\u00dfige Spannungsspitzen verursachen, Nichteinhaltung von EMI-Vorschriften und hochempfindliche Entwurfs-\/Integrationsverfahren. Wir er\u00f6rtern hier einige h\u00e4ufige Hindernisse sowie bew\u00e4hrte Verfahren, die den Ingenieuren helfen k\u00f6nnen, diese zu \u00fcberwinden.<\/p>\n
Siliziumkarbid (SiC) ist eine anorganische chemische Verbindung aus Silizium und Kohlenstoff, die in der Natur in Form des Edelsteins Moissanit vorkommt. Die kommerzielle Produktion wurde 1893 zur Verwendung als Schleifmittel aufgenommen. SiC bildet auch die Grundlage f\u00fcr einige superharte Materialien, die Temperaturen von bis zu 2400 Grad Celsius standhalten k\u00f6nnen. Aufgrund seiner einzigartigen F\u00e4higkeit, schnell zu schalten und dabei Tausende von Volt zu blockieren, hat SiC in der Leistungselektronik schnell Anerkennung gefunden.<\/p>\n
Siliciumcarbid ist ein Halbleitermaterial mit breiter Bandl\u00fccke, das sich f\u00fcr die Herstellung hocheffizienter Leistungsbauelemente eignet und auch wegen seiner anderen Eigenschaften gesch\u00e4tzt wird, die es f\u00fcr solche Zwecke so geeignet machen. Dazu geh\u00f6ren seine hohe elektrische Feldst\u00e4rke, die h\u00f6here Spannungen in Halbleiterbauelementen erm\u00f6glicht, und sein niedriger Widerstand, der die Leitungsverluste verringert.<\/p>\n
Siliciumcarbid (SC) ist eine harte chemische Verbindung aus Silicium und Kohlenstoff, die in der Natur in Form des Minerals Moissanit vorkommt und seit 1893 in gro\u00dfen Mengen zur Verwendung in Schleifmitteln und Keramikplatten f\u00fcr kugelsichere Westen hergestellt wird.<\/p>\n
Mit einer niedrigen Kommutierungsinduktivit\u00e4t des Moduls und kleinen magnetischen Filterkomponenten erm\u00f6glichen Siliziumkarbid-IGBTs geringere Schaltverluste und eine verbesserte Systemeffizienz. Dar\u00fcber hinaus minimiert der niedrige W\u00e4rmewiderstand zwischen Chip und K\u00fchlk\u00f6rper die Leitungsverluste; au\u00dferdem haben sie selbst unter schweren Lastbedingungen sehr geringe Schaltverluste.<\/p>\n
SiC-IGBTs erreichen einen Wirkungsgrad von bis zu 92% im Vergleich zu konventionellen AGPU-Systemen unter \u00e4hnlichen Bedingungen und erm\u00f6glichen es Entwicklern, hocheffiziente Leistungswandler zu konstruieren. Wolfspeed Gen 3 3300 V Siliziumkarbid-Bare-Die-MOSFETs machen externe Body-Dioden \u00fcberfl\u00fcssig und senken die St\u00fccklistenkosten und die Systemkomplexit\u00e4t drastisch.<\/p>\n
Siliciumcarbid ist ein Halbleitermaterial mit breiter Bandl\u00fccke und hervorragender W\u00e4rmeleitf\u00e4higkeit und Korrosionsbest\u00e4ndigkeit, weshalb es sich f\u00fcr die Herstellung von Transistoren, Leiterplatten und industrielle Anwendungen wie Motorantriebe und Generatoren eignet. Als organische Verbindung aus Silizium und Kohlenstoff kommt es in der Natur als Moissanit vor; andere Formen sind braunes bis schwarzes Pulver oder gro\u00dfe Einkristalle, die zu harten keramischen Schleifmitteln oder kugelsicheren Westenteilen zusammengef\u00fcgt sind.<\/p>\n
SiC-IGBTs zeichnen sich durch einen au\u00dfergew\u00f6hnlich niedrigen Temperaturkoeffizienten aus, der es ihnen erm\u00f6glicht, bei h\u00f6heren Temperaturen zu arbeiten als ihre siliziumbasierten Gegenst\u00fccke. Dadurch werden die Leistungsdichte und der Wirkungsgrad der Leistungselektronik erh\u00f6ht und gleichzeitig die Zuverl\u00e4ssigkeit verbessert, indem das \u00dcberschwingen w\u00e4hrend der Transienten (der Anstieg der Spannung \u00fcber den Wert im eingeschwungenen Zustand) verringert wird.<\/p>\n
Die hervorragenden Isolationseigenschaften von Siliziumkarbid erm\u00f6glichen den Einsatz in rauen Umgebungen, einschlie\u00dflich solcher, in denen das K\u00fchlmedium stark korrosiv ist, sowie bei Temperaturschwankungen und Spannungsspitzen, wie sie in der Luft- und Raumfahrt oder in der Automobiltechnik vorkommen. Auch seine Best\u00e4ndigkeit gegen Feuchtigkeit und Chemikalien machen es zu einer ausgezeichneten Wahl.<\/p>\n
Siliziumkarbid-iGBTs k\u00f6nnen in Hochspannungsstromrichtern eingesetzt werden und bieten im Vergleich zu Siliziumbauelementen eine bessere Leistung. Sie arbeiten bei h\u00f6heren Temperaturen und leiten mehr W\u00e4rme ab, w\u00e4hrend sie gleichzeitig geringere Schaltverluste aufweisen, wodurch sie sich f\u00fcr Anwendungen eignen, die eine hohe Zuverl\u00e4ssigkeit und Effizienz erfordern. Dar\u00fcber hinaus weisen Siliziumkarbid-Bauteile eine h\u00f6here kritische Durchschlagsfestigkeit auf und halten bei gleicher Dicke h\u00f6heren Spannungen stand als ihre Silizium-Gegenst\u00fccke.<\/p>\n
Die Cree Corporation stellte im Januar 2011 den ersten kommerziell nutzbaren SiC-MOSFET-Baustein vor. Dieser MOSFET mit einem Widerstand von 80 mO war in einem TO-247-Geh\u00e4use untergebracht und zeichnete sich durch eine h\u00f6here Schaltgeschwindigkeit als herk\u00f6mmliche IGBTs aus - ein wichtiger Meilenstein, der zeigte, wie Siliziumkarbid in Hochgeschwindigkeitsstromwandlungsanwendungen eingesetzt werden kann.<\/p>\n
Ein weiterer gro\u00dfer Vorteil von Siliziumkarbid liegt in seiner extrem hohen elektrischen Feldst\u00e4rke, die die Herstellung von Hochspannungs-Halbleiterbauelementen erm\u00f6glicht. Diese Technologie wurde zwar nicht sofort von den Herstellern elektronischer Ger\u00e4te \u00fcbernommen, setzt sich aber mit der Zeit immer mehr durch.<\/p>\n
Elektromechanische Ger\u00e4te wie Schalter, Magnetspulen, Encoder, Generatoren und Elektromotoren sind der Grundstein f\u00fcr die Verbindung der digitalen mit der physischen Welt. Sie setzen elektrische Signale in mechanische Aktionen um, die den Betrieb von Ger\u00e4ten steuern und Fahrzeuge antreiben, um die Wirtschaft anzutreiben. Elektromechanische Ger\u00e4te sind Teil unserer globalen Infrastruktur - von intelligenten H\u00e4usern und Internet-Zugangspunkten bis hin zu Energiequellen, die eine sichere Energieversorgung gew\u00e4hrleisten - und spielen eine wesentliche Rolle bei der Unterst\u00fctzung des Wachstums und der Gew\u00e4hrleistung eines sicheren Energieverbrauchs.<\/p>","protected":false},"excerpt":{"rendered":"
Silicon Carbide (SiC) is an artificial semiconductor material renowned for its high temperature and voltage performance. The two polymorphs available include alpha SiC with hexagonal crystal structure similar to Wurstite and beta SiC with zinc blende crystal structures. This study investigated three experimental systems, such as a traditional AGPU system and single pulse test and… Weiterlesen \u00bbWas ist ein Siliziumkarbid-IGBT?<\/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-96","post","type-post","status-publish","format-standard","hentry","category-uncategorized"],"aioseo_notices":[],"_links":{"self":[{"href":"https:\/\/siliconcarbideplate.net\/de\/wp-json\/wp\/v2\/posts\/96","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=96"}],"version-history":[{"count":1,"href":"https:\/\/siliconcarbideplate.net\/de\/wp-json\/wp\/v2\/posts\/96\/revisions"}],"predecessor-version":[{"id":97,"href":"https:\/\/siliconcarbideplate.net\/de\/wp-json\/wp\/v2\/posts\/96\/revisions\/97"}],"wp:attachment":[{"href":"https:\/\/siliconcarbideplate.net\/de\/wp-json\/wp\/v2\/media?parent=96"}],"wp:term":[{"taxonomy":"category","embeddable":true,"href":"https:\/\/siliconcarbideplate.net\/de\/wp-json\/wp\/v2\/categories?post=96"},{"taxonomy":"post_tag","embeddable":true,"href":"https:\/\/siliconcarbideplate.net\/de\/wp-json\/wp\/v2\/tags?post=96"}],"curies":[{"name":"wp","href":"https:\/\/api.w.org\/{rel}","templated":true}]}}