Ciri-ciri Silicon Carbide

Kekonduksian terma

Kekonduksian terma ialah ukuran betapa mudahnya haba dipindahkan melalui bahan. Ini adalah sifat utama semikonduktor, kerana ia menunjukkan sejauh mana bahan dapat menghilangkan haba dengan berkesan (pengumpulan haba akibat peningkatan kuasa akibat peningkatan arus), dengan itu meningkatkan keupayaan voltan dan arusnya.

Kekonduksian haba silikon ialah 130 W/(m⋅K), yang jauh lebih rendah daripada silikon karbida (490 W/(m⋅K), membolehkan semikonduktor silikon karbida menghilangkan haba dengan lebih cekap dan menahan voltan operasi yang lebih tinggi.

Pengembangan terma

Pengembangan terma ialah apabila bahan berubah bentuk atau saiz - tetapi tidak berubah fasa - disebabkan oleh perubahan suhu, seperti daripada cecair kepada gas. Contoh biasa ialah menyapu air panas pada penutup botol yang tersekat untuk membenarkannya membengkak agar mudah dibuka.

Silikon karbida mempunyai pekali pengembangan terma yang sangat rendah, yang bermaksud ia mengekalkan bentuk, kekuatan dan prestasinya dengan lebih baik pada suhu tinggi (dan voltan tinggi), yang mungkin tidak dapat dilakukan oleh silikon.

Kekuatan medan elektrik

Dua ciri semikonduktor utama dan relevan lain ialah jurang jalur bahan dan kekuatan medan elektrik maksimum.

Dalam molekul bahan semikonduktor, elektron bergerak antara jalur yang berbeza: kawasan yang mesti didudukinya kerana tiada keadaan tenaga antara jalur tersebut. Jurang jalur (atau jurang tenaga) ialah tenaga yang diperlukan untuk elektron untuk membuat peralihan dari jalur valens ke jalur pengaliran, membolehkan elektrik dijalankan. Apabila semikonduktor menerima tenaga elektrik dan memasuki keadaan konduktif ini, mereka mempamerkan sifat hibrid penebat/konduktor yang unik.

Semikonduktor silikon karbida mempunyai jurang tenaga tiga kali lebih tinggi daripada semikonduktor berasaskan silikon, yang membolehkan mereka menahan kekuatan medan elektrik yang lebih tinggi daripada silikon, membolehkan mereka beroperasi pada voltan dan suhu yang lebih tinggi.

Semikonduktor silikon karbida mempunyai jurang tenaga yang besar dan boleh menahan dan menghilangkan haba lebih baik daripada semikonduktor berasaskan silikon. Mereka juga mempunyai kelebihan lain:

Jurang tenaga yang tinggi bagi silikon karbida sangat berguna dalam aplikasi berkuasa tinggi kerana jurang tenaga yang lebih tinggi membolehkan peranti semikonduktor yang lebih kecil dengan prestasi operasi yang lebih tinggi.

Untuk diod, jenis peranti semikonduktor yang biasa, voltan kerosakan ialah voltan di mana arus terbalik boleh mengalir melalui diod. Voltan pecahan tinggi silikon karbida menjadikannya sesuai untuk MOSFET.

Ini membawa kepada satu lagi ciri semikonduktor penting dalam MOSFET: masa pemulihan terbalik. Jika MOSFET masuk ke dalam keadaan pincang songsang, masa yang diperlukan untuk kembali ke keadaan normal dikenali sebagai masa pemulihan terbalik. Pada masa ini, arus boleh mengalir ke arah yang bertentangan dan sistem mengalami kehilangan tenaga. Dalam kes ini, peranti SiC mempunyai masa pemulihan terbalik yang sangat pantas dan kehilangan tenaga yang boleh diabaikan, yang tidak berlaku dengan peranti Si.

Silikon karbida lebih fleksibel daripada silikon dari segi doping (menambah kekotoran). Ia boleh disesuaikan untuk mengalirkan elektrik hanya dalam keadaan tertentu, seperti cahaya yang mengalami keamatan tertentu (inframerah, kelihatan atau ultraungu), yang menjadikan semikonduktor silikon karbida lebih serba boleh.