Kiselkarbid (SiC) \u00e4r ett innovativt material som \u00f6vervinner de begr\u00e4nsningar som traditionellt kisel inneb\u00e4r i kraftapplikationer, med h\u00f6gre blockeringssp\u00e4nning och snabbare kopplingshastigheter f\u00f6r dioder och transistorer.<\/p>\n
SiC-gate drivers \u00e4r n\u00f6dv\u00e4ndiga f\u00f6r s\u00e4ker drift av h\u00f6ghastighetshalvledarenheter som TPPFC och soft-switching LLC som arbetar vid 100 kHz, men alla konstruktioner \u00e4r inte lika bra.<\/p>\n
Kraftaggregat finns i alla sektorer av ekonomin och t\u00e4cker ett brett spektrum av effektniv\u00e5er och frekvenser. IGBT:er och MOSFET:er \u00e4r vanligt f\u00f6rekommande kraftkomponenter som bidrar till att \u00f6ka systemeffektiviteten, minska volym och vikt, \u00f6ka r\u00e4ckvidden f\u00f6r elfordon och erbjuda stabil kraft\u00f6verf\u00f6ring \u00f6ver l\u00e5nga avst\u00e5nd.<\/p>\n
SiC-kraftkretsar ger betydande f\u00f6rdelar j\u00e4mf\u00f6rt med motsvarande kiselkretsar i m\u00e5nga kraftelektronikapplikationer, inklusive h\u00f6geffektiva system med l\u00e5ga f\u00f6rluster. Deras unika egenskaper g\u00f6r att de kan hantera h\u00f6gre sp\u00e4nningar, snabbare kopplingshastigheter och l\u00e4gre on-resistans j\u00e4mf\u00f6rt med Si - prestanda som g\u00f6r att de kan uppfylla de h\u00f6ga kraven p\u00e5 effektivitet och f\u00f6rluster i dessa kraftsystem.<\/p>\n
Tillverkare av effektkretsar m\u00e5ste ta itu med tv\u00e5 huvudutmaningar f\u00f6r att SiC ska kunna anv\u00e4ndas p\u00e5 bred front i effekttill\u00e4mpningar: v\u00e4rmehantering och tillf\u00f6rlitliga kopplingar. SiC-enheter arbetar vid mycket h\u00f6gre temperaturer \u00e4n Si, vilket genererar betydande v\u00e4rme som m\u00e5ste avledas effektivt f\u00f6r att undvika nedbrytning eller f\u00f6rtida fel och s\u00e4kerst\u00e4lla tillf\u00f6rlitlig drift av hela kretsen. Tyv\u00e4rr klarar inte traditionella f\u00f6rpackningstekniker och material s\u00e5dana krav, utan det kr\u00e4vs specialiserade f\u00f6rpackningstekniker som kan hantera SiC-wafers driftsmilj\u00f6er.<\/p>\n
SiC har den termiska stabilitet och motst\u00e5ndskraft mot h\u00f6ga temperaturer som kr\u00e4vs f\u00f6r anv\u00e4ndning i elektronik som krafthalvledare och RF-enheter, vilket inneb\u00e4r ytterligare p\u00e5frestningar p\u00e5 enhetens och sammankopplingens tillf\u00f6rlitlighet. Tack vare dessa egenskaper \u00e4r SiC idealiskt f\u00f6r h\u00f6gpresterande applikationer som kr\u00e4ver kontinuerlig drift.<\/p>\n
SiC:s l\u00e5ga inneboende b\u00e4rarkoncentration och breda bandgap g\u00f6r att det effektivt kan avleda v\u00e4rme samtidigt som det arbetar vid h\u00f6gre sp\u00e4nningar under l\u00e4ngre tid, vilket f\u00f6rb\u00e4ttrar effektt\u00e4theten genom att mer str\u00f6m kan fl\u00f6da genom avsedda kanaler utan l\u00e4ckstr\u00f6mmar eller andra problem. Detta resulterar ocks\u00e5 i att mer str\u00f6m kan fl\u00f6da genom dem utan att l\u00e4ckstr\u00f6mmar begr\u00e4nsar str\u00f6mfl\u00f6det eller orsakar andra problem.<\/p>\n
N\u00e4r en elbil \u00f6kar sin r\u00e4ckvidd, batteristorleken minskar f\u00f6r traktionsomvandlare eller ombordladdare (OBC), eller laddningstiderna f\u00f6rkortas, inneb\u00e4r dessa f\u00f6rb\u00e4ttringar \u00f6kad effektivitet och prestanda samt kostnadsminskningar: systemkonstrukt\u00f6rer kan anv\u00e4nda mindre passiva komponenter med l\u00e4gre kostnader f\u00f6r termisk hantering f\u00f6r att minska de totala systemkostnaderna.<\/p>\n
SiC:s unika egenskaper g\u00f6r det ocks\u00e5 m\u00f6jligt f\u00f6r ingenj\u00f6rer att utveckla mer revolutionerande enheter som t\u00e4njer p\u00e5 teknikens gr\u00e4nser, t.ex. radarsystem med st\u00f6rre r\u00e4ckvidd och uppl\u00f6sning, f\u00f6rst\u00e4rkare f\u00f6r satellitkommunikation, transceivrar och mer avancerade tr\u00e5dl\u00f6sa infrastrukturer. SiC klarar extrema f\u00f6rh\u00e5llanden med st\u00f6rre energieffektivitet, h\u00e5llbarhet och tillf\u00f6rlitlighet till en l\u00e4gre kostnad j\u00e4mf\u00f6rt med alternativa material; dess \u00f6verl\u00e4gsna elektriska och termiska egenskaper g\u00f6r det ocks\u00e5 till ett bra materialval f\u00f6r keramiska paket.<\/p>\n
Biomedicinska till\u00e4mpningar som omfattar l\u00e5ngtidsimplantat som glukossensorer och neurala gr\u00e4nssnitt m\u00e5ste ofta vara hermetiskt tillslutna f\u00f6r att inte \u00f6verbelastas av en n\u00f6tande kroppsmilj\u00f6 som \u00e4r fylld av saltjoner och proteiner som angriper ytan och smutsar ned den ytterligare. M\u00e4nniskan har dessutom ett imponerande immunf\u00f6rsvar som snabbt k\u00e4nner igen fr\u00e4mmande inkr\u00e4ktare innan det g\u00e5r till fysiska och kemiska angrepp i kombination med oxidationsmedel i ett f\u00f6rs\u00f6k att avl\u00e4gsna eller l\u00f6sa upp dem ur systemet.<\/p>\n
Kiselkarbidens unika materialegenskaper g\u00f6r den till en utm\u00e4rkt kandidat f\u00f6r anv\u00e4ndning i avancerade biomedicinska till\u00e4mpningar. Kombinationen av h\u00f6ga tribologiska och hydrofila egenskaper, liksom den naturligt sl\u00e4ta ytan utan porer, har visat att minimal celladhesion eller cellproliferation sker p\u00e5 ytan. Dessutom f\u00f6rhindrar SiC:s kemiska robusthet att det m\u00e4nskliga immunsystemet aktiveras vid kontakt med materialet.<\/p>\n
Den isolerande polytypen 4H-SiC har visat sig vara s\u00e4rskilt l\u00e4mplig f\u00f6r biomedicinsk utrustning eftersom den t\u00e5l de tuffa milj\u00f6er som de flesta biomedicinska apparater arbetar i (Rade et al. 2013). Dessutom visade sig ytmodifiering med sj\u00e4lvmonterade monolager av organiska molekyler som \u00e4ttiksyra (CH3-COOH), metanol (CH3-OH) eller metandetiol (CH3-SH) avsev\u00e4rt f\u00f6rb\u00e4ttra k\u00e4nsligheten hos 10 GHz RF-patchantenn f\u00f6r f\u00f6r\u00e4ndringar i blodglukoskoncentrationen som manifesterar sig som f\u00f6rskjutningar i dess resonansfrekvens resonansfrekvensf\u00f6rskjutning.<\/p>\n
Kisel har l\u00e4nge varit det sj\u00e4lvklara halvledarmaterialet f\u00f6r elektroniska enheter, men dess prestanda b\u00f6rjar nu n\u00e5 sin gr\u00e4ns i till\u00e4mpningar med h\u00f6gre prestanda. Halvledarmaterial med brett bandgap som SiC kan erbjuda betydande f\u00f6rdelar j\u00e4mf\u00f6rt med traditionella kiselchip genom att fungera vid h\u00f6gre temperaturer, sp\u00e4nningar och frekvenser.<\/p>\n
Kraftelektronik tillverkad med SiC \u00e4r mindre och kan hantera st\u00f6rre energibelastningar med l\u00e4gre v\u00e4rmeavgivning, tack vare deras l\u00e4gre on-state-resistans (onresistans). Detta minskar Joule-v\u00e4rmen, vilket leder till minskad Joule-f\u00f6rlust och h\u00f6gre effektivitet totalt sett.<\/p>\n
SiC:s l\u00e5ga v\u00e4rmeutvidgning i kombination med dess h\u00e5rdhet, styvhet och v\u00e4rmeledningsf\u00f6rm\u00e5ga g\u00f6r att kraftkomponenter kan konstrueras med l\u00e4gre vikt och volym, vilket leder till h\u00f6gre effektivitet och l\u00e4ngre r\u00e4ckvidd p\u00e5 en enda batteriladdning.<\/p>\n
SiC-str\u00f6mf\u00f6rs\u00f6rjningsenheter best\u00e5r vanligtvis av Schottky-dioder eller p+n-dioder som f\u00f6rbinder metallanoder med n-lager med l\u00e5g resistans i sp\u00e4nningsblockerande regioner via sina ohmska kontakter, vilket g\u00f6r att str\u00f6mmen flyter smidigt under fram\u00e5triktade f\u00f6rsp\u00e4nningsf\u00f6rh\u00e5llanden och blockerar den helt n\u00e4r omv\u00e4nda f\u00f6rsp\u00e4nningsf\u00f6rh\u00e5llanden r\u00e5der.<\/p>\n
ST:s teknik f\u00f6r tillverkning och bearbetning av siC-chip m\u00f6jligg\u00f6r enheter med en on-motst\u00e5nd som \u00e4r upp till 10 g\u00e5nger l\u00e4gre \u00e4n f\u00f6r si-transistorer, vilket ger kraftkonstrukt\u00f6rer ett brett utbud av diskreta l\u00f6sningar samt WolfPACK-moduler till olika prispunkter och storlekar f\u00f6r att optimera BOM-kostnader och behov av fysisk storlek\/layout samtidigt som specifika systemkrav uppfylls.<\/p>","protected":false},"excerpt":{"rendered":"
Silicon Carbide (SiC) is an innovative material that overcomes limitations posed by traditional silicon in power applications, offering higher blocking voltage capabilities and faster switching speeds for diodes and transistors. SiC gate drivers are essential for the safe operation of high-speed semiconductor devices like TPPFC and soft-switching LLC operating at 100kHz, but not all designs… L\u00e4s mer \"Kiselkarbid och dess anv\u00e4ndningsomr\u00e5den inom kraftelektronik och biomedicinska till\u00e4mpningar<\/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-414","post","type-post","status-publish","format-standard","hentry","category-uncategorized"],"aioseo_notices":[],"_links":{"self":[{"href":"https:\/\/siliconcarbideplate.net\/sv\/wp-json\/wp\/v2\/posts\/414","targetHints":{"allow":["GET"]}}],"collection":[{"href":"https:\/\/siliconcarbideplate.net\/sv\/wp-json\/wp\/v2\/posts"}],"about":[{"href":"https:\/\/siliconcarbideplate.net\/sv\/wp-json\/wp\/v2\/types\/post"}],"author":[{"embeddable":true,"href":"https:\/\/siliconcarbideplate.net\/sv\/wp-json\/wp\/v2\/users\/1"}],"replies":[{"embeddable":true,"href":"https:\/\/siliconcarbideplate.net\/sv\/wp-json\/wp\/v2\/comments?post=414"}],"version-history":[{"count":1,"href":"https:\/\/siliconcarbideplate.net\/sv\/wp-json\/wp\/v2\/posts\/414\/revisions"}],"predecessor-version":[{"id":415,"href":"https:\/\/siliconcarbideplate.net\/sv\/wp-json\/wp\/v2\/posts\/414\/revisions\/415"}],"wp:attachment":[{"href":"https:\/\/siliconcarbideplate.net\/sv\/wp-json\/wp\/v2\/media?parent=414"}],"wp:term":[{"taxonomy":"category","embeddable":true,"href":"https:\/\/siliconcarbideplate.net\/sv\/wp-json\/wp\/v2\/categories?post=414"},{"taxonomy":"post_tag","embeddable":true,"href":"https:\/\/siliconcarbideplate.net\/sv\/wp-json\/wp\/v2\/tags?post=414"}],"curies":[{"name":"wp","href":"https:\/\/api.w.org\/{rel}","templated":true}]}}