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通过增加等离子体扩展层提高SiC MPS二极管的浪涌电流能力

Improving Surge Current Capability of SiC Merged PiN Schottky Diode by Adding Plasma Spreading Layers

作者 Na Ren · Jiupeng Wu · Li Liu · Kuang Sheng
期刊 IEEE Transactions on Power Electronics
出版日期 2020年11月
技术分类 功率器件技术
技术标签 SiC器件 宽禁带半导体 功率模块 可靠性分析
相关度评分 ★★★★★ 5.0 / 5.0
关键词 SiC 合并式 PiN 肖特基二极管 (MPS) 浪涌电流能力 等离子体扩展层 电力电子 双极电流 器件可靠性
语言:

中文摘要

本文提出了一种在碳化硅(SiC)MPS二极管中引入等离子体扩展层(PSL)的新型结构设计。与传统MPS二极管中孤立的P+岛设计不同,该结构通过P+等离子体扩展层连接P+岛,有效促进了双极电流的扩展,从而显著提升了器件的浪涌电流承受能力。

English Abstract

In this article, a novel structure design concept [plasma spreading layer (PSL)] is introduced into silicon carbide (SiC) merged PiN Schottky (MPS) diode to improve the surge current capability. Compared to the isolated P+ island design in traditional MPS diode, the P+ islands in the proposed new structure are connected by the P+ plasma spreading layers which can spread bipolar current from P+ isl...
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SunView 深度解读

该研究直接针对SiC功率器件的核心痛点——浪涌电流能力,这对阳光电源的高功率密度光伏逆变器和储能变流器(PCS)至关重要。在PowerTitan等储能系统及组串式逆变器中,SiC器件常面临电网侧故障带来的浪涌冲击。采用具备PSL结构的SiC MPS二极管,可提升系统在极端工况下的可靠性,降低对过流保护电路的冗余要求,从而进一步优化散热设计并提升整机功率密度。建议研发团队关注该结构在高温环境下的长期稳定性,并评估其在下一代高压SiC功率模块中的应用潜力。