電子發(fā)燒友網(wǎng)報(bào)道（文 / 吳子鵬）碳化硅（SiC）作為第三代半導(dǎo)體材料的代表，近年來(lái)在全球范圍內(nèi)快速崛起。SiC 的禁帶寬度是硅（Si）的 3 倍，擊穿場(chǎng)強(qiáng)達(dá) Si 的 10 倍，熱導(dǎo)率為 Si 的 3 倍。這使得 SiC 器件在高溫、高壓、高頻場(chǎng)景下表現(xiàn)優(yōu)異。

近日，基礎(chǔ)半導(dǎo)體器件領(lǐng)域的高產(chǎn)能生產(chǎn)專家 Nexperia（安世半導(dǎo)體）宣布，在其持續(xù)壯大的功率電子器件產(chǎn)品組合中新增兩款 1200 V、20 A SiC 肖特基二極管。PSC20120J 和 PSC20120L 專為滿足工業(yè)應(yīng)用中對(duì)超低功耗整流器的需求而設(shè)計(jì)，可在高能效能量轉(zhuǎn)換場(chǎng)景中發(fā)揮關(guān)鍵作用。這類器件尤其適用于高功率人工智能（AI）服務(wù)器基礎(chǔ)設(shè)施和電信設(shè)備電源及太陽(yáng)能逆變器的應(yīng)用。

SiC 賦能超低功耗整流器設(shè)計(jì)

當(dāng)前，SiC 器件正在把傳統(tǒng)整流器和電源系統(tǒng)推進(jìn)到 “高壓、高頻、高效” 的新時(shí)代。首先是拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)升級(jí)，在三相三電平 Vienna、圖騰柱 PFC、LLC 諧振等高效整流器中，將 650 V–1200 V SiC MOSFET 或 SiC 二極管放在功率因數(shù)校正（PFC）級(jí)或高壓整流級(jí)，取代硅超結(jié) MOSFET 或快恢復(fù)二極管，可把開(kāi)關(guān)頻率推高至 100 kHz–500 kHz，同時(shí)把開(kāi)關(guān)損耗再降 50% 以上。

SiC 器件可以提升整流器的耐高壓與高溫性能。SiC 材料的擊穿場(chǎng)強(qiáng)是硅的 10 倍左右，這使得 SiC 器件在高電壓應(yīng)用中具有更高的可靠性和安全性；SiC 材料具有高熱導(dǎo)率（約 330 W/m?K），遠(yuǎn)高于硅（148 W/m?K），這意味著在高功率密度的應(yīng)用場(chǎng)景中，SiC 器件能夠更有效地散熱，從而保持較低的工作溫度。

另外，SiC 器件可以提升整流器的功率密度。SiC 器件具有非常高的開(kāi)關(guān)頻率，可以達(dá)到 MHz 級(jí)別，而傳統(tǒng)硅基器件通常只能達(dá)到幾十 kHz。高頻開(kāi)關(guān)能力使得整流器可以使用更小的電感和電容，從而顯著減小整流器的體積和重量。再加上 SiC 二極管接近零反向恢復(fù)電荷（Qrr），消除了高頻硬開(kāi)關(guān)場(chǎng)景下的電壓尖峰，整流級(jí) EMI 濾波器尺寸可同步縮小。

在 AI 數(shù)據(jù)中心等領(lǐng)域，SiC 器件這些特性可以給終端應(yīng)用帶來(lái)巨大的價(jià)值。就以 AI 數(shù)據(jù)中心來(lái)說(shuō)，SiC 器件可以助推從 5.5 kW 到 12 kW 再到 22 kW 的機(jī)柜級(jí) PSU 功率等級(jí)提升，在 400 V HVDC 母線架構(gòu)下把峰值效率推至 98% 甚至更高，幫助 AI 數(shù)據(jù)中心大幅提升功率密度并降低能耗。

Nexperia 推出 1200 V SiC 肖特基二極管

面向超低功耗整流器應(yīng)用，Nexperia 推出 1200 V SiC 肖特基二極管，新款肖特基二極管具備不受溫度影響的容性開(kāi)關(guān)和零恢復(fù)性能，提供先進(jìn)的性能以及出色的品質(zhì)因數(shù)（QC x VF）。

我們分別看一下兩顆器件。PSC20120J 采用真雙引腳 D2PAK R2P (TO-263-2) 表面貼裝（SMD）功率塑料封裝，具有零正向和反向恢復(fù)，獨(dú)立于溫度的快速和平穩(wěn)的開(kāi)關(guān)性能，出色的品質(zhì)因數(shù)（QC x VF），高 IFSM 能力和低 EMI?？芍?shí)現(xiàn)高功率密度、低成本、小型化的超低功耗整流器。PSC20120J 可用于開(kāi)關(guān)模式電源（SMPS）、AC-DC 和 DC-DC 轉(zhuǎn)換器、電池充電基礎(chǔ)設(shè)施、服務(wù)器和電信電源、不間斷電源（UPS）、光伏逆變器等應(yīng)用。

PSC20120L 則采用真雙引腳 TO247 R2P (TO-247-2) 通孔功率塑料封裝，和 PSC20120J 有著相同的特征性能和應(yīng)用方向。需要特別提到的是，PSC20120J 和 PSC20120L 均可在高達(dá) 175℃的工作溫度下提升器件在高壓應(yīng)用中的可靠性。

結(jié)語(yǔ)

安世半導(dǎo)體此次推出的 1200 V、20 A SiC 肖特基二極管 PSC20120J 與 PSC20120L，憑借 SiC 材料本征的高壓、高頻、高效優(yōu)勢(shì)，疊加零恢復(fù)性能、高溫可靠性及差異化封裝設(shè)計(jì)，精準(zhǔn)切中工業(yè)領(lǐng)域?qū)Τ凸恼髌鞯暮诵男枨?。無(wú)論是 AI 服務(wù)器基礎(chǔ)設(shè)施、電信電源等高效能場(chǎng)景，還是光伏逆變器、電池充電設(shè)施等新能源領(lǐng)域，兩款器件都將以高功率密度、低能耗的表現(xiàn)，推動(dòng)功率電子系統(tǒng)向小型化、低成本、高可靠性升級(jí)。