Höhere Vorwärtsspannung bei SiC Diode im Vergleich zur Si Diode - warum?

[Al3ko -. (al3ko)]

Hi Leute,

Siliziumkarbid Dioden haben sich ja mittlerweile im Markt recht gut 
durchgesetzt und in einigen Applikationen Si Dioden abgelöst. Die 
Berichte, die ich über Siliziumkarbid lese, gehen alle immer auf die 
Vorteile ein, sprich geringerer Durchlasswiderstand (bei unipolaren 
Bauteilen wie FETs), höhere Durchbruchspannung, kein reverse recovery 
current bei Dioden etc.

Nun meinte ein Arbeitskollege, dass SiC Dioden im Vergleich zu Si Dioden 
zwar keinen reverse recovery current haben (was ja erfreulich ist), 
dafür aber eine vergleichsweise höhere Vorwärtsspannung. Das relativiert 
die ganze Sache wieder - wie stark kommt sicherlich auf die Anwendung 
an.

Zur höheren Vorwärtsspannung konnte ich leider nichts im Internet finden 
(zu schlecht recherchiert oder gibt es dazu wirklich nicht viel?) und 
wollte mal fragen, ob ihr vielleicht eine Erklärung bzw. eine gute 
Quelle dafür habt.

Ich wäre euch sehr dankbar.


Gruß

[MaWin (Gast)]

> Zur höheren Vorwärtsspannung konnte ich leider nichts im Internet finden

Wieso, steht doch im Datenblatt
http://www.st.com/internet/com/TECHNICAL_RESOURCES/TECHNICAL_LITERATURE/DATASHEET/DM00023175.pdf

Sind halt andere Halbleitermaterialen, bei Germanium ergaben sich auch 
keine 0.7V, bei Galliumarsenid ebenfalls nicht.

Daher werden SiC-Dioden auch eher für hohe Spannungen beworben, wo der 
drop nicht so auffällt.

[Al3ko -. (al3ko)]

Moin MaWin,

ja, im Datenblatt habe ich es auch gefunden. Meine Frage zielte halt 
eher auf das "warum" ab. Natürlich könnte ich das einfach so hinnehmen, 
hatte aber gehofft, dass es eine leicht verständliche Erklärung dafür 
gibt :D

Meine Hoffnung stirbt wie immer zuletzt :)

Gruß

[Jörg W. (dl8dtl) (Moderator)]

Klaus Dietmar schrieb:

> Meine Frage zielte halt
> eher auf das "warum" ab.

http://de.wikipedia.org/wiki/Bandl%C3%BCcke

Nicht umsonst ist SiC eins der möglichen Materialien für blaue LEDs:
für die hohe Photonenenergie blauen Lichts benötigt man Materialien
mit einer großen Bandlücke.  Im Gegenzug ist die Flussspannung dann
hoch.  (Anders herum: die Flussspannung von IREDs ist besonders
niedrig.)

[Axel S. (a-za-z0-9)]

Klaus Dietmar schrieb:

> ja, im Datenblatt habe ich es auch gefunden. Meine Frage zielte halt
> eher auf das "warum" ab. Natürlich könnte ich das einfach so hinnehmen,
> hatte aber gehofft, dass es eine leicht verständliche Erklärung dafür
> gibt :D

Jo mei. Dann schnapp dir halt ein Halbleiter-Physik Grundlagenbuch und 
lies nach, was den PN-Übergang charakterisiert und welchen Einfluß die 
Wahl von Halbleiter und Dotierung auf die Durchlaßspannung hat 
(Stichworte: Bandlücke, Raumladungszone).

Vielleicht reicht dir ja schon Wikipedia bzw. die von dort verlinkten 
Unterlagen.


XL

[Mine Fields (Gast)]

Axel Schwenke schrieb:
> Jo mei. Dann schnapp dir halt ein Halbleiter-Physik Grundlagenbuch und
> lies nach, was den PN-Übergang charakterisiert und welchen Einfluß die
> Wahl von Halbleiter und Dotierung auf die Durchlaßspannung hat
> (Stichworte: Bandlücke, Raumladungszone).

MaWin schrieb:
> Sind halt andere Halbleitermaterialen, bei Germanium ergaben sich auch
> keine 0.7V, bei Galliumarsenid ebenfalls nicht.

Wenn man nicht gerade im Mittelspannungsbereich unterwegs ist, findet 
man bei SiC keine PN-Dioden. Das sind alles Schottkydioden. Bei 
PN-Dioden würde die Vorwärtsspannung tatsächlich bei ca. 3V liegen. 
Schottkydioden sind da aber wesentlich besser und eigentlich nicht viel 
schlechter als normale Soft Recovery Dioden.

Der ohmsche Anteil bei Schottkydioden ist verhältnismäßig höher und 
wegen der teuren Chips wird man wohl die Chipfläche auch möglichst klein 
halten. Und kleine Chipfläche bedeutet nunmal einen großen 
Bahnwiderstand.