Полупроводниковые компоненты и модули Wolfspeed / Cree

Карбид-кремниевые транзисторы, диоды Шоттки и силовые модули Wolfspeed / Cree обеспечивают энергоэффективность в импульсных преобразователях, электроприводах и солнечной энергетике.

Карбид-кремниевые транзисторы MOSFET серии C3M

Дискретные карбид-кремниевые транзисторы Wolfspeed (Cree) серий C3M на рабочие напряжения от 650 до 1700 В обладают экстремально низким сопротивлением открытого канала. Полупроводниковые приборы минимизируют динамические потери при высокочастотной коммутации силовых узлов.

Исполнения в дискретных корпусах TO-247-3, TO-247-4 и TO-263-7 поверхностного монтажа
Выделенный истоковый вывод Кельвина для устранения паразитной индуктивности истока
Максимальная рабочая температура кристалла до 175 °C при непрерывной эксплуатации
Подбор параметров транзисторов и демпферных цепочек по электрической схеме узла

Дискретные диоды Шоттки из карбида кремния

Высоковольтные диоды Шоттки Wolfspeed (Cree) линеек C3D, C4D и C6D на напряжения 600, 650, 1200 и 1700 В обладают нулевым зарядом обратного восстановления. Приборы исключают коммутационные броски тока и обеспечивают высокий КПД импульсных источников вторичного питания.

Температурно-независимое быстрое переключение без накопления неосновных носителей
Дискретные корпуса TO-220-2, TO-247-2, DPAK и неизолированные силовые исполнения
Положительный температурный коэффициент прямого напряжения для параллельной работы
Подбор параметров диодных сборок и защитных варисторов по шильдику преобразователя

Силовые карбид-кремниевые модули XM3 и BM

Силовые полупроводниковые модули Wolfspeed (Cree) полумостовой топологии серий XM3, BM и HM разработаны для тяговых преобразователей и мощных промышленных приводов. Конструкция обеспечивает паразитную индуктивность менее 5 нГн при высокой плотности коммутируемого тока.

Сверхнизкая внутренняя индуктивность шин для подавления выбросов напряжения ключа
Интегрированные терморезисторы NTC для непрерывного температурного мониторинга
Прямое сопряжение с высокопроизводительными жидкостными охлаждающими плитами
Подбор силовых сборок и соединительных ламинированных шин по коду маркировки

Бескорпусные полупроводниковые кристаллы (Bare Die)

Бескорпусные чипы карбид-кремниевых транзисторов и диодов Wolfspeed (Cree) предназначены для монтажа в гибридные силовые микросборки и заказные модули. Кристаллы проходят сплошное зондовое тестирование пластины и обеспечивают максимальную плотность компоновки схем.

Верхняя металлизация алюминием для ультразвуковой микросварки гибких выводов
Нижний контакт с адгезионными слоями Ti-Ni-Ag для пайки и низкотемпературного спекания
Полный температурный диапазон функционирования полупроводникового кристалла до 175 °C
Подбор типоразмеров кристаллов и технологических карт посадки по чертежам подложки

Специализированные платы драйверов затвора

Платформы драйверов затвора Wolfspeed (Cree) созданы для согласования цифровых контроллеров с силовыми ключами SiC MOSFET и модулями. Платы реализуют отрицательное запирающее напряжение, предотвращающее ложное открытие транзистора при быстрых перепадах напряжения dV/dt.

Встроенная гальваническая развязка с высокой стойкостью к синфазным помехам CMTI
Аппаратная защита ключа от короткого замыкания по методу контроля десатурации
Двухканальная конфигурация для непосредственной установки на модули серии XM3
Подбор драйверных плат и параметров цепей затвора по техническому заданию узла

Оценочные платформы SpeedVal Kit и отладочные модули

Модульные отладочные комплекты Wolfspeed (Cree) SpeedVal Kit и оценочные платы ускоряют тестирование карбид-кремниевых транзисторов и диодов. Платформы поддерживают полумостовые топологии, схемы повышающих импульсных стабилизаторов и измерение динамических потерь.

Сменные дочерние платы для оперативного тестирования различных серий MOSFET
Точки подключения коаксиальных шунтов и дифференциальных осциллографических щупов
Встроенные контуры измерения переходных температурных режимов кристалла
Подбор конфигураций SpeedVal Kit и сменных плат под измерительный стенд лаборатории

Физические преимущества карбида кремния SiC над кремниевыми аналогами

Широкозонные полупроводники на основе карбида кремния 4H-SiC от компании Wolfspeed (Cree) обладают шириной запрещенной зоны 3,26 эВ, что почти втрое превосходит традиционный кремний.

Напряженность поля пробоя материала достигает 3 МВ/см, благодаря чему высоковольтные транзисторы MOSFET и диоды Шоттки изготавливаются с тонким дрейфовым слоем и малым удельным сопротивлением открытого канала.

Высокая теплопроводность 4,9 Вт/(см·К) гарантирует интенсивное рассеяние тепла из зоны p-n перехода непосредственно в подложку прибора.

Полупроводниковые приборы Wolfspeed надежно функционируют при предельных температурах кристалла до 175 °C, позволяя уменьшить массогабаритные показатели радиаторов и силовых трансформаторов в преобразователях.

Особенности топологии затвора и применение вывода Кельвина в MOSFET

При высокочастотной коммутации силовых транзисторов Wolfspeed (Cree) серии C3M скорость нарастания тока dI/dt достигает высоких значений, что приводит к возникновению паразитной ЭДС самоиндукции на выводах истока.

В традиционных корпусах TO-247-3 индуктивность общего вывода истока противодействует управляющему сигналу драйвера, затягивая фронты включения и увеличивая динамические потери.

Использование четырехвыводных корпусов TO-247-4 и TO-263-7 с отдельным выводом истока Кельвина полностью разделяет силовую цепь сток-исток и управляющий контур затвора.

Такое схемотехническое решение устраняет индуктивную обратную связь, обеспечивая чистое переключение ключа на повышенных частотах импульсного резонансного преобразователя.

Динамические параметры и нулевой заряд восстановления диодов Шоттки

Высоковольтные диоды Шоттки Wolfspeed (Cree) серий C3D, C4D и C6D на напряжения 600–1700 В относятся к приборам на основных носителях заряда (электронах), что принципиально отличает их от биполярных p-i-n диодов.

В структуре барьера Шоттки отсутствует процесс накопления неосновных носителей в базовой области, благодаря чему заряд обратного восстановления Qrr стремится к нулю.

Выключение диода определяется исключительно перезарядом барьерной емкости перехода и не зависит от температуры полупроводникового кристалла или прямого тока нагрузки.

Исключение сквозных коммутационных токов снижает паразитный нагрев спаренных транзисторов и существенно подавляет электромагнитные помехи в импульсном оборудовании.

Конструктивное устройство и теплоотвод модульных платформ XM3 и BM

Полумостовые силовые модули Wolfspeed (Cree) платформы XM3 спроектированы для применения в тяговых электроприводах и солнечных инверторах мощностью сотни киловатт.

Архитектура модуля базируется на сбалансированной планарной шинной компоновке с перекрывающимися медными слоями, что позволяет снизить паразитную индуктивность силового контура до рекордных значений менее 5 нГн.

Отвод тепла от полупроводниковых кристаллов MOSFET осуществляется через керамическую изолирующую подложку из нитрида кремния Si3N4 на медное основание с интегрированными ребрами прямого охлаждения жидкостью.

Такая конструкция исключает образование термических напряжений при циклических изменениях нагрузки и продлевает ресурс силового агрегата.

Схемотехника плат драйверов затвора и защита силовых ключей SiC

Управление полупроводниковыми приборами Wolfspeed (Cree) на основе карбида кремния предъявляет строгие требования к фронтам управляющих импульсов и помехоустойчивости схемы драйвера.

Для предотвращения самопроизвольного отпирания транзистора под воздействием высоких скоростей dV/dt драйверные платы формируют отрицательное запирающее напряжение величиной минус 4 вольта.

Встроенные оптоэлектронные и магнитоизолированные каналы гарантируют стойкость к синфазным переходным процессам CMTI свыше 100 кВ/мкс.

Интегрированные схемы контроля десатурации непрерывно отслеживают падение напряжения на открытом канале, отключая транзистор в мягком режиме при возникновении перегрузок по току или короткого замыкания в нагрузке.

Методика подбора аналогов и расчет тепловых режимов преобразователей

При модернизации импульсных источников вторичного электропитания или замене снятых с производства полупроводников инженеры проводят детальный расчет статических и динамических потерь.

Подбор транзисторов Wolfspeed (Cree) взамен кремниевых приборов IGBT или superjunction MOSFET требует корректировки параметров демпферных цепочек, номиналов резисторов в цепи затвора и тепловых радиаторов.

За счет кратного снижения коммутационных потерь частота переключения узла может быть увеличена в 3–5 раз, что уменьшает индуктивность силовых дросселей и емкость фильтрующих конденсаторов.

Инженеры компании проверяют соответствие вольт-амперных характеристик, предельных импульсных токов и тепловых сопротивлений кристаллов.

Wolfspeed / Cree и названия моделей — товарные знаки их правообладателей. Они указаны только для обозначения оборудования, для которого мы подбираем запчасти. Компания SpareX не является официальным дилером, дистрибьютором или представителем Wolfspeed / Cree и не связана с правообладателем. Происхождение, документы и гарантия указываются по каждой позиции в коммерческом предложении.