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GaAs 二极管在高性能功率转换中的作用
时间：2024-04-01 浏览：116
高压硅二极管具有较低的正向传导压降，但由于其反向恢复行为，会在功率转换器中产生显着的动态损耗。SiC 二极管表现出可忽略不计的反向恢复行为，但确实表现出比硅更高的体电容和更大的正向传导压降。由于 GaAs 技术能够提供硅和 SiC 的有用特性，本文探讨了一项比较 10kW、100kHz 相移全桥 (PSFB) 性能的练习。该应用中 GaAs、SiC 和超快硅二极管的基准测试结果表明，GaAs 二极管的整体效率与 SiC 相当，但成本却显着降低。为什么选择砷化镓？
成本 - 用于 GaAs 二极管的晶圆的原材料成本及其固有的较低制造工艺成本代表着以低得多的价格实现 SiC 性能的重要机会。封装 GaAs 二极管的典型成本约为同类 SiC 器件的 50% 至 70%。
可用性——砷化镓材料已广泛应用于射频应用，是世界上第二大使用的半导体材料。由于其广泛使用，它可以从多个来源获得，其制造工艺类似于硅。这些因素都支持该技术的低成本基础。
软切换还是硬切换？
虽然与主流硅相比，碳化硅的性能在二极管和晶体管开关特性方面有了显着改进，但近年来的趋势是使用软开关拓扑来在整个转换器中提取水平的性能。这些软开关拓扑非常适合 GaAs 二极管，使设计人员能够受益于比 SiC 更低的传导损耗，而不会遭受普通硅会产生的额外动态损耗。