随着可再生能源、电动汽车等领域现代电力应用的发展，硅的局限性变得越来越明显。以碳化硅为代表的宽禁带半导体材料具有适合高压、大功率应用的优良特性，在650V、1200V及更高电压场景中开始发挥显著作用，成为光伏逆变器、电动汽车充电的最佳解决方案。
本期话题，给大家推荐一个超级给力的产品，那就是基本半导体面向工业应用开发的PcoreTM2 E2B工业级碳化硅半桥模块。如果你还在为传统硅基半导体的性能瓶颈烦恼，那你绝对不能错过这款产品。它不仅采用了先进的碳化硅技术，还结合了高品质晶圆工艺，简直就是高效与稳定的完美结合！
一、高性能氮化硅陶瓷基板带来的革命性好处
为改善长期高温度冲击循环引起的CTE失配现象，PcoreTM2 E2B工业级碳化硅半桥模块采用高性能的氮化硅(Si3N4)AMB陶瓷基板及高温焊料，以满足应用端对高热导率、优异电绝缘性能以及高强度、高可靠性的要求。
不同陶瓷覆铜板材料的性能对比
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高热导率与低热膨胀系数
由于氮化硅陶瓷基板的热导率远高于传统的硅材料，这意味着在高功率密度的应用中，它可以更有效地散热。此外，其低热膨胀系数确保了在温度变化时器件的物理尺寸保持稳定，从而减少了因热循环引起的机械应力，提高了模块产品的长期可靠性。
相比之下，氧化铝（Al₂O₃）虽然成本较低，但其热导率仅为20-35 W/m·K，远低于氮化硅的160-240 W/m·K。氮化铝（AlN）的热导率较高，约为170-260 W/m·K，与氮化硅相近，但在高温下，氮化铝的性能可能会下降。
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优异的电绝缘性能
氮化硅材料的电绝缘强度是硅的10倍，这使得PcoreTM2 E2B模块能够在更高的电压和频率下工作，同时保持较低的能量损耗。这对于追求高效率和高功率密度的应用来说，是一个显著的优势。而氧化铝和氮化铝虽然也具有良好的电绝缘性能，但它们的电气性能通常不如氮化硅。
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耐环境影响
由于氮化硅材料对环境因素如湿度、温度和化学物质等具有很高的抵抗力，这保证了PcoreTM2 E2B模块在恶劣环境下仍能保持稳定性能，延长使用寿命。相比之下，氧化铝和氮化铝在某些极端环境下可能会出现性能退化，尤其是在高温和化学腐蚀环境中。
二、晶圆内嵌碳化硅肖特基二极管的显著设计优势
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低开关损耗、抗双极性退化
基于碳化硅肖特基二极管的零反向恢复特性，PcoreTM2 E2B模块所采用的碳化硅MOSFET晶圆在设计时便考虑到了这一点，通过在碳化硅MOSFET元胞中内置碳化硅二极管元胞，使得体二极管基本没有反向恢复行为，大幅降低了器件的开通损耗。
这种设计有效避免了传统体二极管的叠层缺陷问题，即当逆电流流过本体二极管时，不会导致主体MOSFET管的有源区域减小和比导通电阻RDS(on)的变化。这种设计不仅降低了VF值，还防止了碳化硅的双极性退化。
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低导通压降
这一晶圆设计也使得PcoreTM2 E2B模块中的体二极管（SiC SBD）具有极低的导通压降，仅为1.35V。这比传统的硅基二极管要低得多，直接导致了更低的正向压降和更高的效率，尤其在高电流应用中更为明显。
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高速开关性能
内嵌的碳化硅二极管不仅导通压降低，而且具有非常快的开关速度。这意味着在高频应用中，PcoreTM2 E2B模块可以快速切换减少开关损耗，提高整体能效。
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高温稳定性
内嵌碳化硅二极管的碳化硅MOSFET的使用还赋予了PcoreTM2 E2B模块出色的高温稳定性。即使在极端的工作温度下，内嵌的碳化硅二极管也能保持其卓越的电气特性，确保设备在各种环境下都能可靠运行。
三、推荐应用领域
凭借这些卓越的技术特点和性能优势，PcoreTM2 E2B碳化硅半桥模块非常适合应用于以下领域：
电能质量全碳化APF/SVG的应用——体积重量成本明显下降，整机峰值工作效率提升至99%。
大功率充电桩应用——充电桩采用碳化硅模块可以增加近30%的输出功率，减少50%的损耗。此外，碳化硅还能提高单位功率密度，减小模块体积并简化电路设计，对降低充电桩成本起到重要作用。
全碳化硅高速伺服应用——更好的系统响应能力，更精准的控制，提供分立器件及功率模块。
通过以上的技术解析和应用领域的介绍，我们可以看到PcoreTM2 E2B工业级碳化硅半桥模块不仅在材料选择上具有领先优势，其内置的高性能器件也确保了其在高效能电源转换领域的领先地位。无论是对于设计者还是终端用户而言，PcoreTM2 E2B模块都是提升系统性能、可靠性和经济性的优选方案。
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