碳化矽（SiC）是碳和矽的化合物，碳化矽單晶材（cái）料采用物理氣相輸運（PVT）法，在超過2000℃的（de）高溫下（xià），將碳粉和矽粉通過高溫分解成原子，通（tōng）過溫度控製沉積在碳化矽籽晶上形成碳化（huà）矽晶體。

碳（tàn）化矽器件擁有高耐壓、高速開關、低導通電阻、高效率等特性，有助於降低能耗和縮小係統尺寸。

一、PFC電路在安規中（zhōng）的重要性

開關電源，由（yóu）於整流後采用大容量（liàng）的濾波電容，呈現容（róng）性負載，而在電容充放電時會使電網中產生大量高次諧（xié）波，產生汙染和幹擾，人們開（kāi）始在開關電源（yuán）中引入PFC電路（lù），功（gōng）率（lǜ）在75W以上的開關電（diàn）源強製要求加入PFC電路以（yǐ）提高功率因數，修正負載特性。

PFC分為被動（dòng）式（shì）和主動式兩種。被動式采用大電感（gǎn）串聯補償，主要缺點是體積大（dà），且效率低（dī）。隨著近年來半導體器件（jiàn）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（gǎn）和二極管組成升壓電路，具有體積小，輸入電壓範圍寬，功率因數補償效果好的優點。

主（zhǔ）動（dòng）式（shì）PFC通過控製器驅動（dòng）開關管升壓、二極管整流為主電容充電，根據電壓電流（liú）之間的（de）相位差進行功率因素補償。

二、碳化矽應用於PFC電路優勢

隨著業界對電源功率密度的追求（qiú），以及氮化镓功率器件的普及，主動式PFC需要提高工作頻率來（lái）減小磁（cí）芯體積，此（cǐ）時常規快恢複二（èr）極管的性（xìng）能已經不能滿足高頻下整流需求，這為（wéi）碳化矽二極管在PFC上的應用創造有利條件。

碳化矽二極管相對於矽二極管有如下的優點：

沒有反向恢複（fù）電流，反向恢複時間極短，應用中（zhōng）沒有反（fǎn）向恢複（fù）尖峰，在CCM模式下具有很強（qiáng）的優勢，矽二極管反向（xiàng）恢複電流的峰值相當（dāng）可觀，有的甚至會數倍於正向（xiàng）電流（liú），這不（bú）但會增加二極管的損耗，也會引（yǐn）起較大的EMT（電磁（cí）幹擾）。所以二極管反向恢複電流和恢複時間的存在會（huì）限製開關電源的（de）開關頻率，無法進一步小型化。高頻整（zhěng）流（liú）電路中要選擇反（fǎn）向恢（huī）複電（diàn）流較小、反向恢複時間（jiān）較小的整流二極管。另外反向恢複（fù）電流在CCM電流連續模式下，會對開（kāi）關管造成很大的（de）威（wēi）脅。反向恢複的電壓會反射到開關管上，使（shǐ）開（kāi）關管（guǎn）的（de）應力增加，損耗增大。

在相同功率下（xià）SiC的尺寸可（kě）以做到更小。另外器件的導通電阻更小，高壓損耗低。SiC二極（jí）管的性能基本不受結溫的影（yǐng）響，最（zuì）高（gāo）工作溫度175℃ 依舊可（kě）以可靠（kào）運行。

應用（yòng）案例：

泰科天潤半導（dǎo）體科技（北京）有（yǒu）限公（gōng）司是（shì）中國碳化矽（SiC）功率器件產業化的（de）倡導者（zhě）之一。泰科天潤致力於中國半導體功率器件（jiàn）製造產業的發（fā）展，並（bìng）向全球功率器件消費者提供優質（zhì）的半導體功（gōng）率器件產（chǎn）品（pǐn）和專（zhuān）業服務。

泰（tài）科天潤在北京擁（yōng）有一座完整的半導體工藝晶圓廠，可在4/6英（yīng）寸SiC晶圓（yuán）上實現（xiàn）半導體功率器（qì）件的製造工藝。作為國內碳化矽研發（fā）生產（chǎn）和平台服務型公司，泰科天潤的產（chǎn）品線（xiàn）涉及基礎（chǔ）核心（xīn）技術（shù）產品、碳化矽成型（xíng）產品以及多套行業（yè）解決方案。目前泰科（kē）天潤的碳化矽器件650V/2A-100A、1200V/2A-50A、1700V/5A -50A、3300V/0.6A-50A等係（xì）列的產品（pǐn）已（yǐ）經投入批量生產，產品質量完全可以比肩國際（jì）同行業的先進水平。泰科天潤通過與產業同行、科研（yán）院所、國內外（wài）專家共同探索與開發，正在將SiC功率（lǜ）器件推廣到更多更廣（guǎng）的應用領域。

概括：

碳化矽（guī）二極管（Silicon Carbide Diodes）作為大功率電源產品的核心競爭力有以下幾個方麵：

1. 高溫性能：碳化矽材料具有優（yōu）異的高溫性能，可在高溫環境下工作，通常可耐受高（gāo）達200度以上的（de）工作溫度。相比（bǐ）之下，傳統的矽二極管在高溫下容易失效。這使得碳化矽二極管非常適（shì）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（pǐn）的可靠（kào）性和壽命。

   
   

2. 低（dī）功耗：碳化矽二極管具有（yǒu）較（jiào）低的開關損耗和導通損耗。開關損耗是指在開關過程中產（chǎn）生的能（néng）量損（sǔn）失，導通損耗是指在導通（tōng）狀態下產生的能量損失（shī）。碳化矽二極管的低功耗特性使得它在高頻率開關電源和（hé）逆（nì）變器應用中表（biǎo）現出色，能夠提供更高（gāo）的效率和能源利用率。

   
   

3. 高開關速度：碳化矽二極管具有快速的開關速度，能夠在納秒級別實現開關操作。這意味著它可以（yǐ）迅速響（xiǎng）應高頻率的電源需求（qiú），提供更穩定的電壓（yā）輸出和電流傳輸。高開關速度也有助於減少開關過程中的功（gōng）耗和熱損失。

   
   

4. 低導通壓降：碳化矽二（èr）極管具有較（jiào）低的導通壓降（Forward Voltage Drop），即在導（dǎo）通狀態下的電壓降低。這意（yì）味著更小的能量損失和更高的效率。低導通壓降還（hái）能減少電源係統中的熱量產生，提高整體（tǐ）能源利用效率（lǜ）。

綜上所（suǒ）述，碳化矽二極管以其高溫性（xìng）能、低功耗（hào）、高開關速度和低導通壓降等（děng）特點，成為大功（gōng）率（lǜ）電源產品的核（hé）心競爭力。它可以提（tí）供更可靠、高（gāo）效和穩定的電源（yuán）解決方案，適用於各種領（lǐng）域的高性能電子設備。