Dlaczego półprzewodniki SiC są takie drogie?

W dniu 2020-12-11 o 11:20, Lisciasty pisze:

Może dlatego, że struktury wykonane z węglika krzemu są osadzone na szafirze?

• Szafir – bardzo twardy minerał z gromady tlenków – niebieska odmiana korundu. Jest minerałem rzadkim.

Użytkownik "t-1" napisał w wiadomości grup dyskusyjnych:rqvhk8$1bhj$ snipped-for-privacy@gioia.aioe.org... W dniu 2020-12-11 o 11:20, Lisciasty pisze:

Jest robiony syntetycznie, a nie tam "rzadki"

J.

Lisciasty pisze:

Wiesz, klasyczne - budżetowe konstrukcje ich nie potrzebują. A wyczynówka kosztuje tyle, że taki drobiazg nie stanowi problemu :)

Miłego. Irek.N.

Bo mogą. A podchodząc do pytania bardziej rzeczowo: drogie w porównaniu z czym? Klasyczne MOSFETy krzemowe mają bardzo słabe parametry, a krzemowe tranzystory w techologii superjunction są znacznie lepsze, ale też są drogie. No i co to znaczy drogie? Tranzystor na 1700V i rezystancji 0.75 oma kosztuje 17 złotych netto. Zaproponujesz tańszą alternatywę opartą na krzemie?

Pozdrawiam, Piotr

Jeszcze jedna uwaga: piszesz o półprzewodnikach, a nie tranzystorach, więc trzeba jeszcze wspomnieć diody Schottky'ego z SiC. Dla nich nie ma alternatywy dla napięć przebicia większych niż, powiedzmy, 200V, więc tym bardziej kosztują, bo mogą.

Pozdrawiam, Piotr

niedziela, 13 grudnia 2020 o 23:57:50 UTC+1 Piotr Wyderski napisał(a):

To było luźne pytanie, akurat oglądałem mostki prostownicze trójfazowe, taki klasyczny kosztuje dajmy na to 200-300 zł, a taki na SiC 1000 dolców ;) Stąd padło pytanie bo nie wiedziałem że takie coś w ogóle zrobili, ale doczytałem i jest mniejsze i o wyższej sprawności, więc pewnie stąd się cenią.

L.

Węglik krzemu ma ok. dwunastokrotnie wyższą wartość natężenia pola krytycznego (przebicia) niż krzem. Dzięki temu dla danego napięcia przebicia płytka półprzewodnika może być proporcjonalnie cieńsza. A skoro jest cienka, to odległość drenu od źródła jest mała, więc i rezystancja kanału jest (absurdalnie) mała w porównaniu do tranzystora o jednakowej powierzchni, jak krzemowy. Nie trzeba łączyć równolegle aż tak wielkiej liczby komórek, by zmniejszyć rezystancję kanału do rozsądnej wartości. Czyli dla założonej rezystancji powierzchnia jest znacznie mniejsza. A jak tranzystor jest mały, to i pojemności pasożytnicze ma małe i może znacznie szybciej przełączać. Mobilność elektronów jest dwukrotnie większa niż w Si, więc tranzystor jest jeszcze szybszy, niż wynika z samej geometrii.

Spadają straty przewodzenia, a dla ustalonej częstotliwości również straty przełączania, bo tranzystor krócej spędza w obszarze liniowym. Możesz więc mieć większą sprawność, większą częstotliwość przełączania (miniaturyzacja) lub ich dowolną kombinację liniową. Ładunek Q_OSS jest znacznie niższy niż w tranzystorach krzemowych, więc możesz stosować topologie, których z krzemu się nie da zrobić, np. PFC w układzie totem pole.

Jak pisze Irek: dla wyczynówki dopłata za SiC nie jest problemem, a przemysł wpakował obłędną kasę w R&D i musi się odkuć. Badania kosztują, podkłady nie są nawet w przybliżeniu tak duże, jak monokryształy krzemowe, potrzeba też innych maszyn. To wybierasz, czy płacisz, czy kombinujesz z technologiami tradycyjnymi... Ale odwrotu nie ma, a badania zaczynają przynosić owoce. Udało się ostatnio np. zwiększyć V_TH, więc potrzeba stosowania ujemnego napięcia bramkowego jest rzadsza, albo znika zupełnie. To upraszcza drivery -- koszt systemu spada, niezawodność rośnie, więc popyt na SiC rośnie, co obniża cenę i tak w kółko...

A elementy WBG potrafią być szybkie. Kilka tygodni temu pokazywałem, jak się azotkiem galu przełącza kilka amperów w nanosekundę.

Pozdrawiam, Piotr