ترانزیستور کاربید سیلیکون (Silicon Carbide Transistor - SiC)، در مدارهای الکتریکی (Electrical Circuit)
انواع ترانزیستورها (Transistor) را در آموزش زیر شرح دادیم :
ترانزیستور کاربید سیلیکون (Silicon Carbide Transistor - SiC) :
ترانزیستور کاربید سیلیکون (SiC) یک ترانزیستور ساخته شده از کاربید سیلیکون، یک نیمه هادی با گاف انرژی وسیع (حدود ۳.۲ eV) است. SiC مانند GaN برای کاربردهای توان بالا و دمای بالا بسیار مناسب است و در ولتاژهای بسیار بالا (تا ۱۰ کیلوولت) کاربرد دارد.
انواع ترانزیستورهای SiC شامل MOSFET، JFET و BJT هستند. SiC MOSFETها به دلیل سهولت در راه اندازی (ولتاژ، نه جریان) محبوب ترین نوع هستند. SiC JFETها نیز برای کاربردهای بسیار پرسرعت و قابل اطمینان استفاده می شوند. SiC BJTها نیز در برخی کاربردهای خاص به کار می روند. همه این ترانزیستورها از خواص برتر SiC بهره می برند: میدان شکست بحرانی بسیار بالا (حدود ۱۰ برابر سیلیکون) و رسانایی حرارتی عالی (بهترین در میان نیمه هادی های رایج).
\[ E_{crit} \approx 2.5\text{–}3\,\text{MV/cm} \quad , \quad \kappa \approx 3.7\,\text{W/cm·K} \]مزایای SiC نسبت به Si: ولتاژ شکست بالاتر (امکان ساخت ترانزیستورهای ۱۲۰۰V، ۱۷۰۰V و بالاتر با مقاومت کم)، هدایت حرارتی بالا (کاهش نیاز به خنک کنندگی)، و کار در دمای بالا (بیش از ۲۰۰ درجه). نسبت به GaN، SiC رسانایی حرارتی بهتری دارد و برای ولتاژهای بالای ۶۰۰V مناسب تر است، اما فرکانس کلیدزنی آن معمولا پایین تر است.
کاربردهای SiC: اینورترهای خودروهای الکتریکی (مانند تسلا)، منابع تغذیه صنعتی، تجهیزات راه آهن، شبکه های برق (مبدل های HVDC)، و توربین های بادی. SiC MOSFETها و دیودها در حال نفوذ به بازار خودروهای برقی هستند و به دلیل کاهش تلفات، برد خودرو را افزایش می دهند.
چالش ها: هزینه بالای ویفرها (اگرچه رو به کاهش است)، قابلیت اطمینان لایه اکسید گیت در SiC MOSFET (به دلیل میدان بالا در اکسید)، و پیچیدگی فرآیند ساخت. شرکت های پیشرو: Wolfspeed (کری سابق)، Rohm، STMicroelectronics.
