SiC-SBD与Si-PND的反向恢复特性比较

面对SiC-SBD和Si-PND的特征进行了比较。接下来比较SiC-SBD和Si-PND的反向恢复特性。反向恢复特性是二极管、特别是高速型二极管的基本且重要的参数，所以不仅要比较trr的数值，还要理解其波形和温度特性，这样有助于有效使用二极管。
SiC-SBD和Si-PND的反向恢复特性的不同
首先，反向恢复或恢复是指二极管在呈反向偏置状态时，无法立即完全关断，有时会出现反向电流的现象。trr是其反向电流的流动时间。此时，前文提到SiC-SBD的trr比包含Si-FRD在内的Si-PND高速。下面我们来了解其原因和实际特性。
简单地说,trr的速度和反向恢复特性的不同是因为二极管构造不同。这就需要谈到在半导体中移动的电子和空穴。先通过波形图来了解SiC-SBD和Si-PND反向恢复特性的不同。
右侧波形图为SiC-SBD和高速PND即Si-FRD反向恢复时的电流和时间。从波形图可见红色的SiC-SBD反向电流少，trr也短。顺便一提，本特性因为反向电流的损耗而需要进行研究探讨。

在这里，通过各二极管的断面图进行介绍。下图为Si-PND的偏置从正向偏置转换为反向偏置时电子和空穴的移动。
正向偏置时注入载流子，通过空穴和电子的重新结合使电流流动。如果是反向偏置的话，n层的空穴（少数载流子）会花些时间返回p层，到完全返回为止（一部分因为寿命而消失）均有电流流动。这就是反向恢复电流。

第2个图为SiC-SBD转换为反向偏置时的示意图。因肖特基势垒结构而不存在PN结,所以没有少数载流子，在反向偏置时n层的多数载流子(电子)只需要返回,因此只需要很少的反向恢复时间，其关断时间比PND明显缩短。
这种反向恢复时间的差异均因为二极管结构。因此，Si-SBD的反向恢复也是高速。然而，Si-SBD现状的耐压界限是200V左右，在比其更高的电压下不能使用。而使用SiC的话，可以做出超过600V的高耐压SBD。这就是SiC-SBD的一大优点。
下面是反向恢复特性的温度依赖性和电流依赖性相关数据。

上段的波形图和图表表示不同温度的不同反向恢复特性。Si-FRD的温度上升时载流子浓度也随之上升，因此需要相应的反向恢复时间。随着室温的增高，反向电流和trr也会变大。而SiC-SBD因为SiC本身基本上没有温度依赖性，所以反向电流特性基本没有变化。将trr的差制作了右上的图表，通过对两种Si-FRD的比较，发现SiC-SBD的trr基本上不存在温度依赖性。
下段的波形图表示与正向偏置时的正向电流IF的关系。由波形图可观察到SiC-SBD几乎不受影响。
最后，虽然前面表述为SiC–SBD几乎没有反向电流，在波形图里可明显看出SiC-SBD比Si-FRD少很多，但也不是一点没有。这是因为二极管中寄生的结电容带来的影响。因此，SiC-SBD与Si-PND相比，反向电流并不是零，而是明显减少。
关键要点:

・SiC-SBD与Si-PND（FRD）相比，trr高速且反向恢复电流也显著减少，因此损耗也小。
・SiC-SBD的反向恢复特性（trr和反向恢复电流）基本上没有温度依赖性。

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李劲草

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