Карбид кремния (SiC) - наиболее перспективный материал экстремальной и силовой электроники. Возможно, скоро он заменит кремний в этих областях.
Карбид кремния относительно "молодой" материал для электроники - первый MOSFET из 3C-SiC был разработан в 1986 году, из 6H-SiC - в 1997. В продажу SiC приборы начали поступать в 2010-х годах.
Карбид-кремниевые приборы обладают рядом преимуществ перед кремниевыми: у них большая ширина запрещенной зоны, высокая термическая, химическая и радиационная стойкость, их параметры стабильны в широком интервале температур.
Малое удельное сопротивление, малый ток утечки, малое время восстановления и высокая теплопроводность позволяют значительно уменьшить потери, увеличить частоту преобразования и уменьшить габариты преобразователей.
Все эти особенности делают карбид-кремниевые приборы идеальными для использования в силовых преобразователях.
В настоящее время производятся диоды Шоттки, мощные выпрямительные диоды, тиристоры, биполярные и полевые транзисторы, светодиоды.
Из интереса решила сравнить соотношение цен транзисторов, подобрав в агрегаторе Mouser близкие по характеристикам элементы.
1) Силовые полумосты: SiC MOSFET (MSCSM120AM042CT6LIAG) vs IGBT (FF225R12ME4PBPSA1)
Как видно, пока что SiC MOSFET почти на порядок дороже IGBT со сходными характеристиками, но прогресс не стоит на месте, и возможно, вскоре они станут дешевле.
Потом решила сравнить именно мосфеты... Посмотрим:
2) Транзисторы: SiC MOSFET (C3M0350120J) vs Si MOSFET (APT7M120B)
А вот более слаботочном применении карбид кремния рвет кремний по всем фронтам :)
И, напоследок, о различиях между политипами 4H-Si и 6H-Si.
У них отличается число атомов водорода в кристаллических решетках. С картинкой из Вики все становится совсем понятно:
Политип 6H обладает выраженной анизотропией подвижности носителей заряда вдоль кристаллографических осей. Или, более человеческим языком: у него разная проводимость в разных "направлениях" его кристаллической решетки. Это ограничивает его применение в силовых приборах с вертикальным дизайном.
У политипа 4H анизотропия незначительна, да и в целом подвижность носителей заряда повыше, поэтому его чаще используют в электронике.
