Polprevodnik iz silicijevega karbida je nekonvencionalni polprevodnik s \u0161irokim pasovnim razmikom, ki ima v primerjavi s svojimi silicijevimi kolegi \u0161tevilne prednosti, vklju\u010dno z vi\u0161jimi delovnimi temperaturami, hitrej\u0161imi preklopnimi frekvencami in manj\u0161imi izgubami v napravah.SiC-jeve energetske komponente so zaradi manj\u0161ih stro\u0161kov substrata, ki predstavljajo ogromen dele\u017e skupnih stro\u0161kov komponent, bistveno cenej\u0161e od svojih kolegov na osnovi silicija.<\/p>\n
Silicijev karbid (SiC) je izjemno trd in ognjevzdr\u017een polprevodni\u0161ki material, ki lahko uspeva v te\u017ekih okoljih, kjer ve\u010dina elektronike ne more delovati, vklju\u010dno z visokimi temperaturami, ekstremnimi vibracijami, sovra\u017enimi kemi\u010dnimi mediji in izpostavljenostjo sevanju. Senzorji in elektronika SiC, ki lahko vzdr\u017eijo te ekstremne pogoje, bi lahko korenito spremenili \u0161tevilne sisteme - od prenosa energije za elektri\u010dne avtomobile in javne slu\u017ebe do mo\u010dnej\u0161ih mikrovalov za radarje in komunikacijske aplikacije mobilnih telefonov.<\/p>\n
Eden od na\u010dinov proizvodnje SiC je postopek Lely. Pri tem se prah SiC sublimira v visokotemperaturne vrste silicija, ogljika in silicijevega dikarbida, nato pa se pri 2500 stopinjah Celzija deponira v obliki kosmi\u010dem podobnih monokristalov, preden se nanesejo na podlago; tako se pridobijo visokokakovostni monokristali 6H-SiC velikosti do 2 cm2.<\/p>\n
Obstaja ve\u010d nizkotla\u010dnih politipov SiC, vklju\u010dno s 3C, 4H, 15R in 21R. Vsak politip je imel mo\u010dne fononske na\u010dine s podobno strukturo. Raziskovalci so preu\u010devali odvisnost njihovih absorpcijskih robov od tlaka; ena od raziskav z du\u0161ikom dopiranega 6H-SiC je pokazala, da ima njegova pasovna vrzel nespremenljivo negativno izpeljanko tlaka; ta ugotovitev je potrdila teoreti\u010dne izra\u010dune.<\/p>\n
Visokonapetostne naprave, kot so polprevodniki, diode in IGBT, so klju\u010dne komponente za razli\u010dne aplikacije, od krmiljenja motorjev, solarnih pretvornikov in polnilnikov baterij do motornega \u0161porta. \u017dal pa njihova velika povr\u0161ina zahteva veliko toplote, kar povzro\u010da velike prevodne izgube. Uporaba naprav iz silicijevega karbida (SiC) lahko zmanj\u0161a preklopne izgube in hkrati pove\u010da zanesljivost z vi\u0161jimi blokirnimi napetostmi in manj\u0161imi prevodnimi izgubami.<\/p>\n
SiC se od silicija razlikuje po bistveno vi\u0161ji jakosti elektri\u010dnega polja, kar mu omogo\u010da doseganje vi\u0161jih delovnih temperatur brez izgube zmogljivosti. Zato je SiC odli\u010dna izbira za visokonapetostne napajalne naprave, kot so IGBT, SB-diode in MOSFET-i; poleg tega je zaradi trikrat \u0161ir\u0161e pasovne vrzeli primernej\u0161i za ekstremne razmere kot silicij.<\/p>\n
Ve\u010d podjetij je razvilo MOSFET-e iz silicijevega karbida (WBG) s \u0161irokim razponom, namenjene posebej za avtomobilske in industrijske pretvornike, ki se pona\u0161ajo s prekinitvami pri 650 V in najni\u017ejo upornostjo v stanju vklopa na povr\u0161ino, ki je na voljo pri vseh napravah v tem razredu. SiC MOSFET NTH4L015N065SC1 dru\u017ebe ON Semiconductor ima notranji upor vrat, ki odpravlja zunanje upornosti v pogonskih vezjih za hitrej\u0161i \u010das preklopa.<\/p>\n
Visokofrekven\u010dni polprevodniki iz silicijevega karbida so imeli leta 2021 znaten tr\u017eni dele\u017e in bodo v napovedanem obdobju predvidoma \u0161e naprej rasli zaradi \u0161iroke pasovne vrzeli, ki pomaga zmanj\u0161ati izgubo energije in zanesljivost za aplikacije za hitre preklope. Silicijev karbid ima tudi \u0161tevilne aplikacije v okoljih \u017eelezni\u0161kega prometa in elektri\u010dnih vozil, kjer njegove naprave pomagajo zmanj\u0161ati velikost in te\u017eo opreme za ni\u017eje obratovalne stro\u0161ke in izbolj\u0161ano u\u010dinkovitost - na primer izbolj\u0161anje zanesljivosti japonskih vlakov na progi Shinkansen z njihovo uporabo kot vle\u010dnih pretvornikov.<\/p>\n
Polprevodni\u0161ke naprave iz silicijevega karbida so v zadnjih nekaj letih do\u017eivele ogromno rast zaradi pove\u010danja prizadevanj za trajnost in elektrifikacijo, saj imajo v visokonapetostnih\/frekven\u010dnih aplikacijah bolj\u0161o zmogljivost kot silicij in silicijev arzenid. Tudi galijev nitrid (GaN) je sestavni del polprevodni\u0161kih naprav tretje generacije in ponuja ve\u010d mo\u017enosti pri uporabi za visokonapetostne\/frekven\u010dne aplikacije kot silicij.<\/p>\n
Silicijev karbid (SiC) je zlitina, sestavljena iz silicija in ogljika. Ta kemijska spojina ima mo\u010dne kovalentne vezi, podobne diamantom. SiC se proizvaja z zdru\u017eevanjem silicijevega dioksida in ogljika v elektri\u010dni pe\u010di pri visokih temperaturah; njegova pasovna vrzel je bila izmerjena pri 3,26 eV. Poleg tega lahko SiC deluje pri vi\u0161jih temperaturah, napetostih in frekvencah kot silicij.<\/p>\n
Silicijevi karbidni napajalni polprevodniki zagotavljajo visoko mo\u010d, hkrati pa pomagajo zmanj\u0161ati te\u017eo, velikost in stro\u0161ke v elektronskih napravah. Zaradi temperaturne in napetostne tolerance so primerni za polnilne drogove, podatkovne centre in druge zahtevne aplikacije - zlasti tiste, ki vklju\u010dujejo elektri\u010dna vozila (EV). Poleg tega so zaradi svojih hitrej\u0161ih preklopnih zmogljivosti in manj\u0161e upornosti ON bolj\u0161a izbira kot silicijeve naprave - kar je \u0161e posebej pomembno, \u010de upo\u0161tevamo prihodnje aplikacije za \u017eelezni\u0161ki promet, pri katerih bo nosilnost obremenitev klju\u010dni dejavnik rasti.<\/p>\n
Silicijev karbid, imenovan tudi moissanit, je bil prvi\u010d odkrit v meteoritih pred ve\u010d kot 4,6 milijarde let. Danes ga v majhnih koli\u010dinah izkopavajo na Zemlji za uporabo v dragih kamnih, vendar je ve\u010dina proizvedena umetno; najpogosteje je dopiran z du\u0161ikovimi ali fosforjevimi dopanti za nakit iz dragih kamnov ter berilijevimi, borovimi ali aluminijevimi dopanti za izdelavo nakita. Silicijev karbid se lahko dopira tudi n-tip z du\u0161ikovimi in fosforjevimi dopanti, medtem ko njegova trda, brezbarvna povr\u0161ina omogo\u010da dopiranje dopantov, ki omogo\u010dajo dopiranje obeh tipov n-tipa in p-tipa, odvisno od tega, ali se dopiranje izvaja naravno ali umetno proizvedeno - podobno kot bi bili videti diamantni dragulji. Silicijev karbid je mogo\u010de izdelati tudi umetno kot nakit moissanit iz meteoritov izpred ve\u010d kot 4,6 milijarde let! Nato se lahko uporabi v proizvodnji nakita. Od takrat je mogo\u010de ve\u010dino silicijevega karbida izdelati tudi umetno! Brezbarvna trda snov, ki jo je mogo\u010de dopirati z du\u0161ikovim ali fosforjevim dopiranjem, hkrati pa je dopirana p-tip z berilijem, borom ali aluminijem, odvisno od \u017eelene uporabe! Silicijev karbid je bil prvi\u010d odkrit v meteoritih z Zemlje. pred 4,6 milijarde let! Pred 4,6 milijardami let! Pred 4,6 milijarde let...<\/p>\n
SiC je inovativna spojina, sestavljena iz silicija (atomsko \u0161tevilo 14) in ogljika (atomsko \u0161tevilo 6), ki sta povezana z mo\u010dnimi kovalentnimi vezmi in tvorita vplivno kemi\u010dno spojino s heksagonalno strukturo in izjemno \u0161iroko pasovno vrzeljo polprevodnika - trikrat \u0161ir\u0161o od tradicionalnega silicija! Pona\u0161a se tudi z edinstvenimi elektri\u010dnimi lastnostmi, zaradi katerih je lahko za\u017eelen za nekatere aplikacije.<\/p>\n
Silicijev karbid je industrijski material, ki lahko prenese visoke temperature in napetosti, zato je odli\u010den material za energetske polprevodnike. Zaradi njegove vzdr\u017eljivosti in dolgotrajnega delovanja bo uporaba tanj\u0161ih rezin pove\u010dala u\u010dinkovitost, njegova zanesljivost pa omogo\u010da dolgotrajno delovanje in dalj\u0161o \u017eivljenjsko dobo. Poleg tega se silicijev karbid pona\u0161a z nizkimi stopnjami toplotnega raztezanja in je kemi\u010dno inerten.<\/p>\n
Trd in proti koroziji odporen silicijev karbid je odli\u010den abrazivni material, ki se pogosto uporablja za rezanje ognjevarnih materialov, kot so ohlajeno \u017eelezo, marmor in granit; bru\u0161enje elektri\u010dnega jekla; tiskanje karborunda (z uporabo suhega zrnatega silicijevega karbida za tiskanje slik); tehnike tiskanja karborunda in proizvodnja karborundnega papirja se prav tako pogosto izvajajo z uporabo abrazivnih plo\u0161\u010d iz silicijevega karbida kot orodja; uporabljajo se tudi za proizvodnjo izdelkov iz abrazivnega papirja.<\/p>\n
Naravni moissanit je v zelo majhnih koli\u010dinah mogo\u010de najti le v meteoritih, nahajali\u0161\u010dih korunda in kimberlitu. Ve\u010dina komercialno dostopnega moissanita se proizvaja sinteti\u010dno z raztapljanjem ogljika v staljenem siliciju, tako da nastane alfa silicijev karbid, ki se zdru\u017ei z aluminijevim oksidom v karborund ali b-SiC, znan kot karborund. Ta stabilna spojina se pona\u0161a z diamantno kubi\u010dno strukturo s polzapolnjenimi tetraedri SiC, kar zagotavlja dobro prevodnost zaradi podobnega atomskega polmera kot pri drugih kristalih diamanta in lastnosti visoke temperature taljenja.<\/p>\n
Polprevodniki iz silicijevega karbida so se zaradi svoje u\u010dinkovitosti, trajnosti in hladilnih lastnosti mo\u010dno uveljavili v industriji mo\u010dnostne elektronike. Veliko se uporabljajo v mo\u010dnostnih pretvornikih, polnilnikih za elektri\u010dna vozila, solarnih pretvornikih, motornih pogonih in krmilnikih motorjev ter v okoljih z vi\u0161jo temperaturo\/napetostjo kot obi\u010dajne silicijeve naprave - zlasti zaradi ni\u017ejih vklopnih upornosti in preklopnih izgub, primernih za aplikacije z visoko hitrostjo.<\/p>\n
Napajalni polprevodniki bodo po pri\u010dakovanjih postali bistvena tehnologija v avtomobilskih aplikacijah zaradi svojih \u0161tevilnih prednosti v primerjavi s tradicionalnimi napravami. Imajo \u0161ir\u0161o pasovno \u0161irino, kar omogo\u010da delovanje v \u0161ir\u0161em temperaturnem in napetostnem spektru, ter manj\u0161o porabo energije in te\u017eo.<\/p>\n
SiC lahko IGBT in bipolarne tranzistorje, ki imajo visoke prebojne napetosti in velike preklopne izgube, nadomesti s hitrej\u0161imi preklopnimi napravami, ki imajo manj\u0161e vklopne upornosti, kar zmanj\u0161uje izgubo energije in proizvodnjo toplote. \u0160iroka pasovna vrzel SiC omogo\u010da tem napravam hitrej\u0161e preklapljanje, hkrati pa nudi manj\u0161e vklopno upornost, kar zmanj\u0161uje nastajanje toplote in izgubo energije.<\/p>\n
Silicijev karbid je amorfna naravna snov, ki jo najdemo v izjemno redkih oblikah, kot so mozai\u010dni dragulji. Silicijev karbid, ki se proizvaja z reakcijo silicijevega dioksida z ogljikom v elektri\u010dni pe\u010di pri visokih temperaturah, se lahko uporablja tudi v karborundnem tisku z uporabo aluminijaste plo\u0161\u010de, ki je prekrita s karborundnim peskom za tiskarske tehnike, kot je karborundni tisk.<\/p>\n
Polprevodni\u0161ke naprave iz silicijevega karbida so zaradi svoje kompaktnosti in odli\u010dne elektri\u010dne zmogljivosti, zanesljivosti, ve\u010dje napetostne odpornosti in temperaturne tolerance v primerjavi s starej\u0161imi napravami, enostavnosti rokovanja in namestitve ter majhnosti v tehnolo\u0161kem sektorju pridobile vse ve\u010d zanimanja, zaradi \u010desar se je povpra\u0161evanje po njih mo\u010dno pove\u010dalo.<\/p>\n
Silicijev karbid (SiC) je neuni\u010dljiva kemi\u010dna spojina s heksagonalno strukturo, ki je sestavljena iz silicija in ogljika, ki sta povezana z mo\u010dnimi kovalentnimi vezmi v mo\u010dne tetraedri\u010dne kovalentne vezi. SiC ima izjemno \u0161iroko pasovno vrzel, ki elektronom omogo\u010da prosto gibanje po hibridnih orbitalah sp3, zaradi \u010desar je vsestranski material s \u0161tevilnimi uporabami in prednostmi.<\/p>\n
Polprevodniki iz silicijevega karbida so do\u017eiveli eksplozivno rast zaradi vse ve\u010djega povpra\u0161evanja po elektri\u010dnih vozilih in infrastrukturi 5G, zlasti zaradi visoke kriti\u010dne prebojne napetosti, manj\u0161ega vklopnega upora in ve\u010dje gostote mo\u010di - klju\u010dnih dejavnikov za njihov fenomenalen vzpon.<\/p>\n
Polprevodniki iz silicijevega karbida se pona\u0161ajo z odli\u010dno toplotno prevodnostjo in sposobnostjo prena\u0161anja visokih temperatur, zaradi \u010desar so odli\u010den material za izdelavo energetskih polprevodni\u0161kih naprav. Tak\u0161ne naprave lahko najdemo v visokoenergijskih laserjih, son\u010dnih celicah in fotodetektorjih, uporabljajo pa se tudi kot termistorji\/varistorji v visokotemperaturnih pe\u010deh.<\/p>","protected":false},"excerpt":{"rendered":"
Silicon Carbide Semiconductor is an unconventional wide bandgap semiconductor with numerous inherent advantages over its silicon counterparts, including higher operating temperatures, faster switching frequencies and reduced device losses.SiC power components offer significantly lower costs than their silicon-based counterparts, due to a reduction in substrate costs that make up an enormous share of total component expenses. […]<\/p>\n","protected":false},"author":1,"featured_media":0,"comment_status":"closed","ping_status":"closed","sticky":false,"template":"","format":"standard","meta":{"site-sidebar-layout":"default","site-content-layout":"default","ast-site-content-layout":"","site-content-style":"default","site-sidebar-style":"default","ast-global-header-display":"","ast-banner-title-visibility":"","ast-main-header-display":"","ast-hfb-above-header-display":"","ast-hfb-below-header-display":"","ast-hfb-mobile-header-display":"","site-post-title":"","ast-breadcrumbs-content":"","ast-featured-img":"","footer-sml-layout":"","theme-transparent-header-meta":"default","adv-header-id-meta":"","stick-header-meta":"","header-above-stick-meta":"","header-main-stick-meta":"","header-below-stick-meta":"","astra-migrate-meta-layouts":"default","ast-page-background-enabled":"default","ast-page-background-meta":{"desktop":{"background-color":"var(--ast-global-color-4)","background-image":"","background-repeat":"repeat","background-position":"center center","background-size":"auto","background-attachment":"scroll","background-type":"","background-media":"","overlay-type":"","overlay-color":"","overlay-gradient":""},"tablet":{"background-color":"","background-image":"","background-repeat":"repeat","background-position":"center center","background-size":"auto","background-attachment":"scroll","background-type":"","background-media":"","overlay-type":"","overlay-color":"","overlay-gradient":""},"mobile":{"background-color":"","background-image":"","background-repeat":"repeat","background-position":"center center","background-size":"auto","background-attachment":"scroll","background-type":"","background-media":"","overlay-type":"","overlay-color":"","overlay-gradient":""}},"ast-content-background-meta":{"desktop":{"background-color":"var(--ast-global-color-5)","background-image":"","background-repeat":"repeat","background-position":"center center","background-size":"auto","background-attachment":"scroll","background-type":"","background-media":"","overlay-type":"","overlay-color":"","overlay-gradient":""},"tablet":{"background-color":"var(--ast-global-color-5)","background-image":"","background-repeat":"repeat","background-position":"center center","background-size":"auto","background-attachment":"scroll","background-type":"","background-media":"","overlay-type":"","overlay-color":"","overlay-gradient":""},"mobile":{"background-color":"var(--ast-global-color-5)","background-image":"","background-repeat":"repeat","background-position":"center center","background-size":"auto","background-attachment":"scroll","background-type":"","background-media":"","overlay-type":"","overlay-color":"","overlay-gradient":""}},"footnotes":""},"categories":[2],"tags":[],"class_list":["post-30","post","type-post","status-publish","format-standard","hentry","category-news-en"],"aioseo_notices":[],"_links":{"self":[{"href":"https:\/\/ceramicatijolart.com\/sl\/wp-json\/wp\/v2\/posts\/30","targetHints":{"allow":["GET"]}}],"collection":[{"href":"https:\/\/ceramicatijolart.com\/sl\/wp-json\/wp\/v2\/posts"}],"about":[{"href":"https:\/\/ceramicatijolart.com\/sl\/wp-json\/wp\/v2\/types\/post"}],"author":[{"embeddable":true,"href":"https:\/\/ceramicatijolart.com\/sl\/wp-json\/wp\/v2\/users\/1"}],"replies":[{"embeddable":true,"href":"https:\/\/ceramicatijolart.com\/sl\/wp-json\/wp\/v2\/comments?post=30"}],"version-history":[{"count":1,"href":"https:\/\/ceramicatijolart.com\/sl\/wp-json\/wp\/v2\/posts\/30\/revisions"}],"predecessor-version":[{"id":31,"href":"https:\/\/ceramicatijolart.com\/sl\/wp-json\/wp\/v2\/posts\/30\/revisions\/31"}],"wp:attachment":[{"href":"https:\/\/ceramicatijolart.com\/sl\/wp-json\/wp\/v2\/media?parent=30"}],"wp:term":[{"taxonomy":"category","embeddable":true,"href":"https:\/\/ceramicatijolart.com\/sl\/wp-json\/wp\/v2\/categories?post=30"},{"taxonomy":"post_tag","embeddable":true,"href":"https:\/\/ceramicatijolart.com\/sl\/wp-json\/wp\/v2\/tags?post=30"}],"curies":[{"name":"wp","href":"https:\/\/api.w.org\/{rel}","templated":true}]}}