碳化矽（guī）（SiC）是碳和矽的化合物，碳化矽單（dān）晶材（cái）料（liào）采（cǎi）用物理（lǐ）氣（qì）相輸運（PVT）法，在超過2000℃的高（gāo）溫下，將碳粉和矽粉通過高溫分解成原子，通過溫度控製沉積在碳（tàn）化矽籽晶上形成碳化矽晶（jīng）體。

碳化矽器件擁有高耐壓、高速開關、低導通（tōng）電阻、高（gāo）效（xiào）率等特性，有助於降低能耗和縮（suō）小係統尺（chǐ）寸。

一、PFC電路（lù）在安規中的重要性

開關電源，由於整流後采用大容量的濾波電容，呈現容性負載，而在（zài）電容充放電時會使電網中產生大量高次諧波，產生（shēng）汙染和（hé）幹擾，人們（men）開（kāi）始在開關電源中（zhōng）引入PFC電路，功率在（zài）75W以上（shàng）的開關電源強製要求加入PFC電（diàn）路以提高功率因（yīn）數，修正負載特性。

PFC分為被動式和主（zhǔ）動式兩種。被（bèi）動式采（cǎi）用大電感串聯補償（cháng），主要缺點是體積大，且效率低。隨著近年來半導體器件迅猛發展，被動式PFC被主動式PFC全麵取代。主動式PFC采用PFC控製器、開關管、電感和二極管組（zǔ）成升壓電路，具有體積小（xiǎo），輸入電壓範圍寬，功率因數補償效果好的優點。

主動（dòng）式PFC通（tōng）過控製器驅動開關管升壓、二極管整流為主電（diàn）容充電，根據電壓電流之（zhī）間的相位（wèi）差進行功率因素補償。

二、碳化矽應用於（yú）PFC電路優勢

隨著業界對電源功（gōng）率密度的追求，以（yǐ）及（jí）氮化镓功率器件（jiàn）的普（pǔ）及，主動式PFC需要提高工作（zuò）頻率來減小磁芯體積，此時常（cháng）規快（kuài）恢複二極管的性能已（yǐ）經（jīng）不能（néng）滿足高頻下整流需求，這為碳（tàn）化矽二極管在PFC上的應用創造有利（lì）條件。

碳化（huà）矽二（èr）極管相對於矽二極管有如（rú）下的優點：

沒有反向恢複電（diàn）流，反向（xiàng）恢複時間極短（duǎn），應用中沒有反向恢複尖峰，在CCM模式下具有很強的優勢，矽二極管反（fǎn）向恢複電流的峰值相當可觀，有的甚至會數倍（bèi）於正向電（diàn）流，這（zhè）不但會增加（jiā）二極管的損（sǔn）耗，也會引起較大的（de）EMT（電（diàn）磁幹擾）。所以二極管反向（xiàng）恢複電流和恢複時間的存在會（huì）限製（zhì）開關電源的開關頻率，無法進一步小型化。高頻整流電路中要選擇反向恢複電流較（jiào）小（xiǎo）、反向恢複時間較小（xiǎo）的整流二（èr）極管。另外反向恢（huī）複電流在CCM電流連（lián）續模式下，會對開關（guān）管造成（chéng）很大的威脅。反向恢複的電壓會反射到開關管上，使開關管的應力增加，損耗增大（dà）。

在相同功率下SiC的尺寸可以做到（dào）更小。另外器件的導（dǎo）通電阻更（gèng）小，高（gāo）壓損耗低。SiC二極（jí）管的性能基本不受結溫的影響，最高工作溫度（dù）175℃ 依（yī）舊可以可靠運行（háng）。

應用案例：

泰科天潤半導體科技（北京（jīng））有限公司是中國碳化矽（SiC）功率器件產（chǎn）業化的倡導（dǎo）者之一。泰科天潤致力於中國半導體功率器件製造產業的發展，並向全球功率器件消費（fèi）者提供優質的半導體功率器件（jiàn）產品和專業服務。

泰科（kē）天潤在北京擁（yōng）有一座完整的半導體工（gōng）藝晶圓廠，可在4/6英寸SiC晶（jīng）圓上實現（xiàn）半導體功率器件的製（zhì）造工藝。作（zuò）為國內碳化矽研發（fā）生產和平台服（fú）務（wù）型公司，泰科天潤的產品線（xiàn）涉及基礎（chǔ）核心技術產品、碳化矽成型產品以及多套行業解（jiě）決方案。目前泰科天潤的碳（tàn）化矽器件（jiàn）650V/2A-100A、1200V/2A-50A、1700V/5A -50A、3300V/0.6A-50A等係列的（de）產品已經投入（rù）批量生產，產品質量完全可以比肩國際同行業的先進水平。泰科天潤通過（guò）與產業同行（háng）、科研院（yuàn）所、國內外專家共同探索與開發，正在將SiC功率器件推廣到更多更（gèng）廣的應用領域。

概括：

碳化矽二極管（Silicon Carbide Diodes）作為大功率電源產品的核（hé）心競爭力有以下（xià）幾個（gè）方麵：

1. 高溫性能：碳化矽材料具有優異（yì）的高溫性能，可（kě）在高溫環境下工作，通常可耐受高達200度以上的工作溫度。相比之下，傳統的矽二極管在高（gāo）溫下容易失效（xiào）。這使得碳化矽二（èr）極管非常適用於高溫應用領域，例如電力電子設備、汽車電子等，提高了產品的可靠（kào）性和壽命。

   
   

2. 低功耗：碳化矽二極管具有（yǒu）較低的開關損耗和導通損耗。開關損耗是指在開關過程中產生的能量損失，導通損耗是指在導通狀態下產生的能量損失。碳化矽二極管的低功耗特性使得它在高頻率開關電（diàn）源和（hé）逆變（biàn）器應（yīng）用中表現出色，能夠提供更高的效率和能源（yuán）利用率。

   
   

3. 高開關速度：碳化矽二（èr）極管具有快速的開（kāi）關速度，能（néng）夠在納秒級別實現開關操作（zuò）。這意味著它（tā）可以迅速響應高頻率的電（diàn）源需求，提供更穩（wěn）定的電壓輸（shū）出和電流傳輸。高開關速度也有助（zhù）於減少開（kāi）關（guān）過程中的功耗和熱損（sǔn）失。

   
   

4. 低導通壓降：碳化（huà）矽二極管具（jù）有較低的導通壓降（Forward Voltage Drop），即在導通狀態下的電壓降低。這（zhè）意味著更小的能量損失和更高的效率（lǜ）。低導通壓降還能減少電（diàn）源係（xì）統中的熱量產生，提高整體能源利用效率。

綜上所述，碳化矽（guī）二極管以其高溫性能、低功耗、高開關速度和低導通壓降等特點（diǎn），成為大功率電源產品的核心（xīn）競爭力。它（tā）可以提供更可靠、高效和穩定的電源解決方案，適用於各種領域的高性（xìng）能電子設備。