Power-Module auf SiC-Basis für alle Leistungsklassen

摘要

Im Zuge der verantwortungsvollen Nutzung von Energieträgern hat ein neues Material für Leistungshalbleiter den technologischen Hype-Zyklus durchlaufen: Siliziumkarbid (SiC). Seine ausgezeichneten physikalischen und elektrischen Eigenschaften haben das Potenzial elektrische Energie noch stärker einzusparen und Umrichter weiter zu verkleinern. Der grundsätzliche Unterschied zwischen einem SiC-Halbleiter und dem klassischen Silizium-Chip ist der größere Bandabstand. Dadurch sind im SiC-Material zehnfach höhere elektrische Feldstärken zulässig, wodurch die SiC-Chips bei gleicher Blockierspannung dünner gefertigt werden. Dies wiederum senkt den elektrische Widerstand und die elektrischen Verluste. Durch den höheren Bandabstand lassen sich SiC-MOSFETs und SiC-Schottky-Dioden für hohe Blockierspannungen herstellen, etwa für 3300 oder 6500 V. Diese unipolaren Bauelemente erzeugen geringere Schaltverluste und ermöglichen entsprechend hohe Schaltgeschwindigkeiten und Schaltfrequenzen. Dies führt in vielen Anwendungen zu einer Reduzierung des Bauvolumens anderer Komponenten wie Filter, Transformatoren oder Motoren. Neben der Einsparung von Materialien und Kosten wird dadurch der gesamte Umrichter kompakter.