SiC MOSFET أو Si MOSFET، أيهما أفضل؟

في ذلك الزمن في العالم المذهل الذي يسمى الإلكترونيات، كان هناك مادتان مهمتان تنافسان بعضهما البعض باستمرار وهما SiC MOSFET مقابل Si MOSFET من Allswell . ربما تتساءل عما يعنيه هذه الكلمات. لا تقلق إطلاقًا! هذا هو السبب في وجودنا هنا لشرح كل شيء بسرعة وسهولة.

ما هو مادة شبه الموصلة؟

الآن دعونا ننتقل إلى ما هي مواد شبه الموصلات بالفعل. هناك مواد خام يمكنك استخدامها وهي خاصة جدًا وتعطي الحياة لأي أجهزة إلكترونية موجودة مثل الهاتف الذكي، الحاسوب المحمول وحتى الروبوتات! تخيل أن يكون لديك أدوات منفصلة لكل لعبة كنت تجمعها معًا. ها أنت ذا، نحن نستخدم موارد مختلفة لبناء أنواع متعددة من الأجهزة الإلكترونية.

السيليكون، الرمز Si، كان المادة السائدة المستخدمة في الأجهزة الإلكترونية لفترة طويلة. السيليكون كان مطلوبًا بشكل كبير لأنه مادة مريحة لاستخدامها في العديد من التطبيقات. لكن هل تعلم؟ SiC أو كربيد السيليكون. هذه المواد نسبية جديدة، حيث توفر درجات تشغيل أعلى (أكثر من 1200 درجة) وكفاءات أفضل مما يجعلها جذابة بشكل خاص للمحركات البيوجاز. SiC لديها فوائد رائعة جدًا لاستخدام Sic بدلاً من si، على سبيل المثال أنها أسرع تعمل بكفاءة أكبر. لذلك يتم وضع الاثنين في منافسة. mosfet SiC و MOSFET السيليكون لرؤية أيهما الأفضل!

أي منهما أكثر كفاءة؟

الآن، للحديث عن موضوع الكفاءة. الكفاءة هي نقطة حرجة في الإلكترونيات. فهي تخبرنا مدى جودة استفادة الجهاز من الطاقة. فكر في هذا: عند القيام بالواجبات المدرسية، فمن المحتمل أنك تريد إنجازها بسرعة حتى تعود إلى اللعب أو قضاء الوقت مع الأصدقاء. كما أن الإلكترونيات تحتاج لأن تكون حذرة بشأن استخدام الطاقة بحيث تعمل بشكل أفضل وتخدمنا بشكل أكبر.

MOSFET السيليكون الكربوني أكثر كفاءة مقارنة بـ MOSFET السيليكون. لذلك فهو أكثر كفاءة في استخدام الطاقة! بسبب عدم وجود فقدان للطاقة، يمكن للسيليكون الكربوني العمل بجهد وكفاءة أعلى ودرجات حرارة أعلى. ولذلك SiC MOSFET  سيكون أكثر ملاءمة لك إذا كنت ترغب في أن تستهلك أجهزتك الإلكترونية طاقة أقل وأن تعمل بشكل أسرع مما كانت عليه من قبل!

فهم التوازنات

اختيار المادة شبه الموصلة المناسبة ليس تمارين بسيطة. لكل منها نقاط قوة وضعف. اتخاذ القرار يشبه اختيار أحد الجانبين عند تحديد وجبتك الغذائية. ربما في بعض الأحيان يكون الوجبة الخفيفة أفضل لك، لكن لنفترض سيناريو أن طعامك المفضل الآخر يبدو لذيذًا جدًا. لذلك، تحتاج إلى التفكير فيما تريد أكثر.

في هذه الحالة، SiC MOSFET رائع لأنه يستخدم الطاقة بشكل أفضل ولكنه يأتي أيضًا بسعر أعلى. يمكن أن يكون التكلفة الأعلى لـ SiC تحديًا لبعض التطبيقات، خاصة في الأوقات التي تكون فيها الميزانيات محدودة. من ناحية أخرى، Si MOSFET أرخص وأكثر توفرًا للشراء ولكنه لا يعمل بكفاءة مثل SiC MOSFET.

ثانيًا، SiC MOSFETs هي تقنية جديدة وبالتالي هناك دراية أقل بين المهندسين حول كيفية استخدامها. يمكن أن يجعل هذا من الصعب عليك العثور على شخص قد يتمكن من مساعدتك إذا واجهت مشكلات أثناء استخدامها. لذلك، تحتاج إلى أخذ جميع هذه العوامل في الاعتبار عند اتخاذ القرار.

أيهما يعمل بشكل أفضل؟

إذن، الانتقال إلى الأداء. جزء آخر يجب أن تحلله أثناء اختيار مادة شبه موصلة هو الأداء. لوضع الأمور ببساطة - الأداء هو جودة كيفية عمل شيء ما. هذا هو مدى جودة أداء المادة في مهامها.

مقارنة بين SiC MOSFET و Si MOSFET، وبالتالي، إذا كنا نشير إلى خصائص SiC ولا نقارنها مع معلمات مواد أخرى مثل GaN في الحالة العامة، فسيكون ذلك أكثر دقة لأن المقارنة تتم على قلب قوة واحد مثل السيليكون العاري الموسفيت ضد نفس حجم السيليكون المعالج بالكربونيد (SiC MOSFETs) حتى لو كان كلاهما منتجًا معالجًا بالكامل، فإن موسفتس القوة ذات الخنادق تحتوي على مقاومة تشغيل أقل بحوالي ربع مقاومة النوع Epitaxial أو Schottky Barrier من حيث خصائص I-V. كما أن وقت التبديل سيكون أقل بشكل ملحوظ مقارنةً بالطبقة الابتدائية النموذجية للهيكل العرضي التي قد تحمل شحنة مرتفعة/منخفضة في الفراغ بعد تحقيق تركيزات تحليل الأيونات عند نهاية عملية التبريد والجانب المطابق لواجهة الإدخال البوابة. على سبيل المثال، يمكنه التعامل مع تيار أكبر بسبب الفولتية الإخراج الأعلى وهو فعال حراريًا بفضل دعمه لدرجات الحرارة العالية. وهذا يمكّن هذه الخصائص الفريدة لـ SiC MOSFET من استخدامها في بيئات أكثر صعوبة مثل المركبات الكهربائية (EV) وطاقة الشمس، حيث تكون الموثوقية والكفاءة العالية أمرًا حاسمًا.

اختيار مادة لجهازك

إيجاد مادة شبه موصلة مثالية لجهاز قد يكون تحديًا. إنه مشابه جدًا لاختيار اللعبة التي يجب أن تلعب بها بشكل أفضل. تريد اختيار شيء ستحب استخدامه، ولن ينكسر على الفور.

لذلك، إذا كنت تبحث عن جهاز ذي أداء عالٍ وكفاءة طاقة عالية، فاختر SiC MOSFET. ومع ذلك، إذا كانت تقليل التكلفة هو العامل الحاسم وليس الأداء الأقصى هدفك، فقد يكون Si MOSFET خيارك الأفضل.

احرص على أن كل حالة استخدام مختلفة وقد لا يكون هناك إجابة واحدة تناسب جميع التطبيقات عند اختيار مادة شبه موصلة. لذلك، فكر في احتياجاتك الشخصية واجتهد للبحث عن المزيد من الإجابات والدعم حتى تتمكن من اتخاذ قرارك.