Halvledare av kiselkarbid \u00e4r en okonventionell halvledare med brett bandgap som har m\u00e5nga inneboende f\u00f6rdelar j\u00e4mf\u00f6rt med sina motsvarigheter av kisel, inklusive h\u00f6gre driftstemperaturer, snabbare switchfrekvenser och minskade enhetsf\u00f6rluster.SiC-kraftkomponenter erbjuder betydligt l\u00e4gre kostnader \u00e4n sina kiselbaserade motsvarigheter, tack vare en minskning av substratkostnaderna som utg\u00f6r en enorm andel av de totala komponentkostnaderna.<\/p>\n
Kiselkarbid (SiC) \u00e4r ett extremt h\u00e5rt och eldfast halvledarmaterial som klarar tuffa milj\u00f6er d\u00e4r den mesta elektroniken inte fungerar, t.ex. h\u00f6ga temperaturer, extrema vibrationer, fientliga kemiska milj\u00f6er och str\u00e5lningsexponering. Sensorer och elektronik i SiC som klarar dessa extrema f\u00f6rh\u00e5llanden skulle kunna revolutionera m\u00e5nga system - fr\u00e5n kraft\u00f6verf\u00f6ring f\u00f6r elbilar och allm\u00e4nnyttiga verk till kraftfullare mikrov\u00e5gor f\u00f6r radar- och mobiltelefonkommunikationsapplikationer.<\/p>\n
En metod f\u00f6r att framst\u00e4lla SiC \u00e4r Lely-processen. H\u00e4r sublimeras SiC-pulver till h\u00f6gtemperaturarter av kisel, kol och kiseldikarbid och deponeras sedan som flingliknande enkristaller vid 2500 grader innan de deponeras p\u00e5 substrat; detta resulterar i h\u00f6gkvalitativ enkristall 6H-SiC upp till 2 cm2 storlek.<\/p>\n
Det har funnits flera l\u00e5gtryckspolytyper av SiC, inklusive 3C, 4H, 15R och 21R. Varje polytyp uppvisade starka fononl\u00e4gen med liknande strukturer. Forskare studerade deras tryckberoende av absorptionskanter; en unders\u00f6kning av kv\u00e4vedopad 6H-SiC avsl\u00f6jade att dess bandgap hade en of\u00f6r\u00e4nderlig negativ tryckderivat; detta resultat bekr\u00e4ftade teoretiska ber\u00e4kningar.<\/p>\n
H\u00f6gsp\u00e4nningsenheter som halvledare, dioder och IGBT:er \u00e4r kritiska komponenter f\u00f6r till\u00e4mpningar som str\u00e4cker sig fr\u00e5n motorstyrning, solcellsv\u00e4xelriktare och batteriladdare till motorsport. Tyv\u00e4rr kr\u00e4ver dock deras stora fotavtryck en betydande v\u00e4rmeavgivning, vilket leder till betydande ledningsf\u00f6rluster. Genom att anv\u00e4nda kiselkarbidkomponenter (SiC) kan man minska kopplingsf\u00f6rlusterna och samtidigt \u00f6ka tillf\u00f6rlitligheten med h\u00f6gre blockeringssp\u00e4nningar och minskade ledningsf\u00f6rluster.<\/p>\n
SiC skiljer sig fr\u00e5n kisel genom en betydligt h\u00f6gre elektrisk f\u00e4ltstyrka vid genombrott, vilket g\u00f6r att det kan uppn\u00e5 h\u00f6gre driftstemperaturer utan att f\u00f6rlora prestanda. Detta g\u00f6r SiC till ett utm\u00e4rkt val f\u00f6r h\u00f6gsp\u00e4nningsenheter som IGBT:er, SB-dioder och MOSFET:er; dessutom g\u00f6r det tre g\u00e5nger bredare bandgapet det mer l\u00e4mpligt f\u00f6r extrema f\u00f6rh\u00e5llanden \u00e4n kisel.<\/p>\n
Flera f\u00f6retag har utvecklat MOSFET:er med brett bandgap i kiselkarbid (WBG) som \u00e4r speciellt avsedda f\u00f6r omriktare i fordonsindustrin och industrin, med brytpunkter p\u00e5 650 V och n\u00e5gra av de l\u00e4gsta on-state-motst\u00e5nden per area som finns p\u00e5 n\u00e5gon enhet i sin klass. ON Semiconductors SiC MOSFET NTH4L015N065SC1 har ett internt gatemotst\u00e5nd som eliminerar externa motst\u00e5nd i drivkretsar f\u00f6r snabbare switchtider.<\/p>\n
H\u00f6gfrekventa halvledare av kiselkarbid hade en betydande marknadsandel 2021 och f\u00f6rv\u00e4ntas uppleva fortsatt tillv\u00e4xt under prognosperioden, p\u00e5 grund av dess breda bandgap som bidrar till att minska effektf\u00f6rlusten och tillf\u00f6rlitligheten f\u00f6r h\u00f6ghastighetsv\u00e4xlingsapplikationer. Kiselkarbid har ocks\u00e5 m\u00e5nga till\u00e4mpningar inom j\u00e4rnv\u00e4gstransporter och elfordonsmilj\u00f6er d\u00e4r dess enheter bidrar till att minska utrustningens storlek och vikt f\u00f6r l\u00e4gre driftskostnader och f\u00f6rb\u00e4ttrad effektivitet - till exempel genom att f\u00f6rb\u00e4ttra tillf\u00f6rlitligheten f\u00f6r Japans Shinkansen-t\u00e5g genom att de anv\u00e4nds som traktionsomvandlare.<\/p>\n
Halvledarkomponenter av kiselkarbid har haft en enorm tillv\u00e4xt under de senaste \u00e5ren p\u00e5 grund av en \u00f6kad satsning p\u00e5 h\u00e5llbarhet och elektrifiering och erbjuder \u00f6verl\u00e4gsen prestanda j\u00e4mf\u00f6rt med kisel och kiselarsenid i h\u00f6gsp\u00e4nnings-\/frekvensapplikationer. Galliumnitrid (GaN) \u00e4r ocks\u00e5 en viktig del av tredje generationens halvledarkomponenter och erbjuder fler alternativ \u00e4n kisel n\u00e4r det g\u00e4ller h\u00f6gsp\u00e4nnings-\/frekvensapplikationer.<\/p>\n
Kiselkarbid (SiC) \u00e4r en legering som best\u00e5r av kisel och kol. Denna kemiska f\u00f6rening har starka kovalenta bindningar som liknar diamanter. SiC framst\u00e4lls genom att kiseldioxid kombineras med kol i en elektrisk ugn vid h\u00f6ga temperaturer; dess bandgap har uppm\u00e4tts till 3,26 eV. Dessutom kan SiC fungera under h\u00f6gre temperaturer, sp\u00e4nningar och frekvenser \u00e4n kisel.<\/p>\n
Effekthalvledare av kiselkarbid ger h\u00f6g effekt samtidigt som de bidrar till att minska vikt, storlek och kostnad i elektroniska enheter. Deras temperatur- och sp\u00e4nningstolerans g\u00f6r dem l\u00e4mpliga f\u00f6r laddstolpar, datacenter och andra kr\u00e4vande applikationer - s\u00e4rskilt s\u00e5dana som involverar elfordon (EV). Dessutom g\u00f6r deras snabbare omkopplingsf\u00f6rm\u00e5ga och minskade ON-motst\u00e5nd dem till b\u00e4ttre val \u00e4n kiselkomponenter - n\u00e5got som \u00e4r s\u00e4rskilt viktigt n\u00e4r man t\u00e4nker p\u00e5 framtida applikationer f\u00f6r j\u00e4rnv\u00e4gstransporter d\u00e4r lastkapacitet kommer att vara en viktig drivkraft f\u00f6r tillv\u00e4xt.<\/p>\n
Kiselkarbid, \u00e4ven kallad moissanit, uppt\u00e4cktes f\u00f6rst i meteoriter f\u00f6r \u00f6ver 4,6 miljarder \u00e5r sedan. Idag bryts den fr\u00e5n jorden i sm\u00e5 m\u00e4ngder f\u00f6r att anv\u00e4ndas som \u00e4delstenar, men det mesta produceras artificiellt; oftast dopad med kv\u00e4ve- eller fosfordopningsmedel f\u00f6r \u00e4delstenssmycken och beryllium-, bor- eller aluminiumdopningsmedel f\u00f6r juvelproduktion. Kiselkarbid kan ocks\u00e5 dopas n-typ med kv\u00e4ve- och fosfordopningsmedel medan dess h\u00e5rda, f\u00e4rgl\u00f6sa yta till\u00e5ter dopning av dopningsmedel som till\u00e5ter dopning av b\u00e5de typer av n-typ och p-typ dopningar beroende p\u00e5 om dopningen sker naturligt eller artificiellt producerad - ungef\u00e4r som diamantsmycken skulle se ut. Kiselkarbid kan ocks\u00e5 produceras artificiellt som moissanitjuveler fr\u00e5n meteoriter fr\u00e5n \u00f6ver 4,6 miljarder \u00e5r sedan! Den kan sedan anv\u00e4ndas i juvelproduktion. De flesta kiselkarbider kan ocks\u00e5 produceras artificiellt sedan dess! F\u00e4rgl\u00f6s h\u00e5rd substans som kan dopas antingen med kv\u00e4ve- eller fosfordopning samtidigt som den dopas p-typ med beryllium, bor eller aluminium beroende p\u00e5 \u00f6nskad applikation! Kiselkarbid uppt\u00e4cktes f\u00f6rst i meteoriter fr\u00e5n jorden s\u00e5 l\u00e5ngt tillbaka som. 4,6 miljarder \u00e5r sedan! 4,6 miljarder \u00e5r sedan! 4,6 miljarder \u00e5r sedan...<\/p>\n
SiC \u00e4r en innovativ f\u00f6rening som best\u00e5r av kisel (atomnummer 14) och kol (atomnummer 6), bundna av starka kovalenta bindningar f\u00f6r att bilda en effektfull kemisk f\u00f6rening med hexagonal struktur med en extremt bred bandgaphalvledaregenskap - tre g\u00e5nger bredare \u00e4n traditionellt kisel! Den har ocks\u00e5 unika elektriska egenskaper som kan g\u00f6ra den \u00f6nskv\u00e4rd f\u00f6r vissa till\u00e4mpningar.<\/p>\n
Kiselkarbid \u00e4r ett industriellt material som klarar h\u00f6ga temperaturer och sp\u00e4nningar, vilket g\u00f6r det till det perfekta materialvalet f\u00f6r krafthalvledare. Tack vare sin h\u00e5llbarhet och l\u00e5ngsiktiga drift leder anv\u00e4ndning av tunnare wafers till \u00f6kad effektivitet, medan dess tillf\u00f6rlitlighet m\u00f6jligg\u00f6r l\u00e5ngsiktig drift och l\u00e4ngre livsl\u00e4ngd. Dessutom har kiselkarbid l\u00e5ga termiska expansionshastigheter och \u00e4r kemiskt inert.<\/p>\n
H\u00e5rd och korrosionsbest\u00e4ndig kiselkarbid \u00e4r ett utm\u00e4rkt slipmaterial och anv\u00e4nds i stor utstr\u00e4ckning vid sk\u00e4rning av eldfasta material som kylt j\u00e4rn, marmor och granit; slipning av elektriskt st\u00e5l; karborundumtryck (med torr granulerad kiselkarbid f\u00f6r att trycka bilder); karborundumtryckstekniker och karborundumpapperstillverkning \u00e4r ocks\u00e5 vanligt f\u00f6rekommande med slipskivor av kiselkarbid som verktyg; samt anv\u00e4nds f\u00f6r tillverkning av slipande pappersprodukter.<\/p>\n
Naturlig moissanit finns endast i mycket sm\u00e5 m\u00e4ngder i meteoriter, korundfyndigheter och kimberlit. De flesta kommersiellt tillg\u00e4ngliga moissaniter framst\u00e4lls syntetiskt genom att kol l\u00f6ses i sm\u00e4lt kisel f\u00f6r att bilda alfa-kiselkarbid som kombineras med aluminiumoxid f\u00f6r att bilda karborundum eller b-SiC, k\u00e4nd som karborundum. Denna stabila f\u00f6rening har den kubiska diamantstrukturen med SiC-tetraederer som \u00e4r halvfyllda, vilket ger god ledningsf\u00f6rm\u00e5ga tack vare att den har liknande atomradie som andra diamantkristaller samt har egenskaper med h\u00f6g sm\u00e4ltpunkt.<\/p>\n
Halvledare av kiselkarbid har f\u00e5tt stor acceptans inom kraftelektronikindustrin tack vare sin effektivitet, h\u00e5llbarhet och kylningsegenskaper. De anv\u00e4nds i stor utstr\u00e4ckning i kraftomvandlare, laddare f\u00f6r elbilar, solcellsv\u00e4xelriktare, motorstyrningar och motorstyrenheter samt i milj\u00f6er med h\u00f6gre temperatur\/sp\u00e4nning \u00e4n konventionella kiselkomponenter - framf\u00f6r allt tack vare l\u00e4gre tillslagsmotst\u00e5nd och switchf\u00f6rluster som l\u00e4mpar sig f\u00f6r h\u00f6ghastighetsapplikationer.<\/p>\n
Effekthalvledare f\u00f6rv\u00e4ntas bli en viktig teknik i fordonsapplikationer tack vare sina m\u00e5nga f\u00f6rdelar j\u00e4mf\u00f6rt med traditionella komponenter. De har bredare bandgap, vilket m\u00f6jligg\u00f6r drift \u00f6ver ett bredare temperatur- och sp\u00e4nningsspektrum, samt minskad energif\u00f6rbrukning och vikt.<\/p>\n
SiC kan ers\u00e4tta IGBT och bipol\u00e4ra transistorer som har h\u00f6ga genomslagssp\u00e4nningar och h\u00f6ga switchf\u00f6rluster med snabbare switchande enheter som har reducerade on-resistanser vilket resulterar i mindre effektf\u00f6rlust och v\u00e4rmeutveckling. SiC:s breda bandgap g\u00f6r att dessa enheter kan v\u00e4xla snabbare samtidigt som de erbjuder mindre on-motst\u00e5nd f\u00f6r minskad v\u00e4rmeutveckling och effektf\u00f6rlust.<\/p>\n
Kiselkarbid \u00e4r ett amorft naturmaterial som f\u00f6rekommer i extremt s\u00e4llsynta former, t.ex. i moissanitjuveler. Kiselkarbid framst\u00e4lls genom att kiseldioxid reagerar med kol i en elektrisk ugn vid h\u00f6ga temperaturer och kan ocks\u00e5 anv\u00e4ndas i karborundumtryck d\u00e4r man anv\u00e4nder en aluminiumplatta t\u00e4ckt av karborundumkorn f\u00f6r trycktekniker som karborundumtryck.<\/p>\n
Halvledarkomponenter av kiselkarbid har f\u00e5tt ett allt st\u00f6rre intresse inom tekniksektorn p\u00e5 grund av sin kompakta karakt\u00e4r och \u00f6verl\u00e4gsna elektriska prestanda, tillf\u00f6rlitlighet, h\u00f6gre sp\u00e4nningsbest\u00e4ndighet och temperaturtolerans \u00e4n \u00e4ldre komponenter, enkla hantering och installation samt ringa storlek, vilket har lett till en dramatisk \u00f6kning av efterfr\u00e5gan.<\/p>\n
Kiselkarbid (SiC) \u00e4r en of\u00f6rst\u00f6rbar kemisk f\u00f6rening med hexagonal struktur som best\u00e5r av kisel och kol bundna med starka kovalenta bindningar f\u00f6r att bilda starka tetraedriska kovalenta bindningar. SiC har ett exceptionellt brett bandgap som g\u00f6r att elektronerna fritt kan r\u00f6ra sig i dess sp3-hybridorbitaler - vilket g\u00f6r det till ett m\u00e5ngsidigt material med m\u00e5nga anv\u00e4ndningsomr\u00e5den och f\u00f6rdelar.<\/p>\n
Halvledare av kiselkarbid har upplevt en explosiv tillv\u00e4xt p\u00e5 grund av den \u00f6kande efterfr\u00e5gan fr\u00e5n elfordon och 5G-infrastruktur, s\u00e4rskilt p\u00e5 grund av h\u00f6g kritisk genombrottssp\u00e4nning, l\u00e4gre p\u00e5slagsmotst\u00e5nd och \u00f6kad effektt\u00e4thet - viktiga drivkrafter bakom deras fenomenala \u00f6kning.<\/p>\n
Halvledare av kiselkarbid har \u00f6verl\u00e4gsen v\u00e4rmeledningsf\u00f6rm\u00e5ga och f\u00f6rm\u00e5ga att motst\u00e5 h\u00f6ga temperaturer, vilket g\u00f6r dem till det perfekta materialet f\u00f6r tillverkning av krafthalvledarkomponenter. S\u00e5dana enheter finns i h\u00f6genergilasrar, solceller och fotodetektorer samt anv\u00e4nds som termistorer\/varistorer i h\u00f6gtemperaturugnar.<\/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\/sv\/wp-json\/wp\/v2\/posts\/30","targetHints":{"allow":["GET"]}}],"collection":[{"href":"https:\/\/ceramicatijolart.com\/sv\/wp-json\/wp\/v2\/posts"}],"about":[{"href":"https:\/\/ceramicatijolart.com\/sv\/wp-json\/wp\/v2\/types\/post"}],"author":[{"embeddable":true,"href":"https:\/\/ceramicatijolart.com\/sv\/wp-json\/wp\/v2\/users\/1"}],"replies":[{"embeddable":true,"href":"https:\/\/ceramicatijolart.com\/sv\/wp-json\/wp\/v2\/comments?post=30"}],"version-history":[{"count":1,"href":"https:\/\/ceramicatijolart.com\/sv\/wp-json\/wp\/v2\/posts\/30\/revisions"}],"predecessor-version":[{"id":31,"href":"https:\/\/ceramicatijolart.com\/sv\/wp-json\/wp\/v2\/posts\/30\/revisions\/31"}],"wp:attachment":[{"href":"https:\/\/ceramicatijolart.com\/sv\/wp-json\/wp\/v2\/media?parent=30"}],"wp:term":[{"taxonomy":"category","embeddable":true,"href":"https:\/\/ceramicatijolart.com\/sv\/wp-json\/wp\/v2\/categories?post=30"},{"taxonomy":"post_tag","embeddable":true,"href":"https:\/\/ceramicatijolart.com\/sv\/wp-json\/wp\/v2\/tags?post=30"}],"curies":[{"name":"wp","href":"https:\/\/api.w.org\/{rel}","templated":true}]}}