Zu dieser Zeit gab es in der erstaunlichen Welt der Elektronik zwei sehr wichtige Materialien, die ständig miteinander konkurrierten: SiC-MOSFET und Si-MOSFET, beide aus Allswell. Vielleicht fragen Sie sich, was diese Wörter bedeuten. Machen Sie sich keine Sorgen! Deshalb sind wir hier, um alles ganz schnell und einfach zu erklären.
Was ist ein Halbleitermaterial?
Lassen Sie uns nun näher darauf eingehen, was Halbleitermaterialien eigentlich sind. Es gibt Rohstoffe, die Sie verwenden können, was sehr speziell ist und jedem elektronischen Gerät wie einem Smartphone, einem Laptop oder sogar Robotern Leben einhaucht! Stellen Sie sich vor, Sie müssten für jedes Spielzeug, das Sie zusammenbauen, separate Werkzeuge haben. So, nun ja, wir verwenden verschiedene Ressourcen, um mehrere Arten von elektronischen Geräten zu bauen.
Silizium, Symbol Si, ist seit sehr langer Zeit das vorherrschende Material in elektronischen Geräten. Silizium ist vor allem deshalb so gefragt, weil es für viele Anwendungen ein praktisches Material ist. Aber wissen Sie was? SiC oder Siliziumkarbid. Diese Materialien sind relativ neu und aufgrund ihrer höheren Betriebstemperaturen (über 1200 Grad) und besseren Effizienz besonders für Biogasmotoren attraktiv. SiC hat einige verdammt gute Vorteile bei der Verwendung von SiC gegenüber Si. Es wäre zum Beispiel schneller und arbeitet effizienter. Daher stehen die beiden in Konkurrenz zueinander. MOSFET-SiC und Si-MOSFET, um zu sehen, welcher besser ist!
Welches ist effizienter?
Kommen wir nun zum Thema Effizienz. Effizienz ist ein kritischer Punkt in der Elektronik. Sie sagt uns, wie gut das Gerät Energie nutzt. Bedenken Sie Folgendes: Wenn Sie Hausaufgaben machen, möchten Sie diese wahrscheinlich schnell erledigen, damit Sie wieder spielen oder Zeit mit Freunden verbringen können. Außerdem müssen elektronische Geräte sparsam mit der Energie umgehen, die sie verbrauchen, damit sie besser funktionieren und uns gute Dienste leisten können.
SiC-MOSFETs sind im Vergleich zu Si-MOSFETs effizienter. Sie nutzen also Energie effizienter! Da kein Energieverlust auftritt, kann SiC mit höheren Spannungen und Temperaturen arbeiten. Deshalb SiC-MOSFET wäre besser für Sie geeignet, wenn es Ihnen wichtig ist, dass Ihre elektronischen Geräte weniger Energie verbrauchen und schneller arbeiten als zuvor!
Die Kompromisse verstehen
Die Wahl des richtigen Halbleitermaterials ist keine triviale Angelegenheit. Jedes Material hat seine Vor- und Nachteile. Die Entscheidung ist ein bisschen wie die Wahl zwischen zwei Beilagen bei der Auswahl des Mittagessens. Vielleicht ist der Snack an einem Punkt besser für Sie, aber nehmen wir an, Ihr anderes Lieblingsessen schmeckt fantastisch. Daher müssen Sie abwägen, was Sie mehr wollen.
SiC-MOSFETs sind in diesem Fall gut, da sie Energie besser nutzen, haben aber auch ihren Preis. Die höheren Kosten von SiC können für einige Anwendungen eine Herausforderung darstellen, insbesondere in Zeiten knapper Budgets. Si-MOSFETs hingegen sind billiger und leichter erhältlich, arbeiten jedoch nicht so effizient wie SiC-MOSFETs.
Zweitens handelt es sich bei SiC-MOSFETs um eine neuere Technologie, sodass Ingenieure mit ihrer Verwendung weniger vertraut sind. Dies kann es für Sie schwierig machen, jemanden zu finden, der Ihnen helfen kann, wenn Sie Probleme bei der Verwendung haben. Daher müssen Sie bei Ihrer Entscheidung alle diese Faktoren berücksichtigen.
Welches funktioniert besser?
Kommen wir also zur Leistung. Ein weiterer Aspekt, den Sie bei der Auswahl eines Halbleitermaterials analysieren müssen, ist die Leistung. Einfach ausgedrückt: Leistung ist die Qualität, mit der etwas funktioniert. Das bedeutet, wie gut ein Material funktioniert, und es erfüllt seine Aufgaben gut.
SiC MOSFET vs. Si MOSFETWenn wir uns also auf die Eigenschaften von SiC beziehen und es nicht mit anderen Materialparametern wie GaN im Allgemeinen vergleichen würden, dann wäre das genauer, denn wenn man einen einzelnen Leistungschip wie blankes Si vergleicht, MOSFET im Vergleich zu blanken SiC-MOSFETs gleicher Größe, obwohl beide vollverarbeitete Produkte sind, haben Trench-Power-SiC-MOSFETs fast 1/4 des Durchlasswiderstands als epiplanare oder Schottky-Barriere-Barrieretyp-IV-Eigenschaften, auch die Schaltzeit wird weniger drastisch sein im Vergleich zu einer epitaktisch gewachsenen Vorbereitungsschicht für die Gerätestruktur, die sich nach Erreichen der Spitzenfelddotierungskonzentrationen durch Ionendiffusion am Ende in Richtung der kühlseitigen, schnittstellenangepassten Gate-Eingänge auf Hoch-/Niedrigvakuum aufladen kann. Beispielsweise kann es aufgrund höherer Ausgangsspannungen eine höhere Stromaufnahme bewältigen und ist aufgrund der Hochtemperaturunterstützung thermisch effizient. Dadurch können diese einzigartigen Funktionen von SiC-MOSFETs in anspruchsvolleren Kontexten wie Elektrofahrzeugen (EV) und Solarenergie eingesetzt werden, in denen hohe Zuverlässigkeit und Effizienz entscheidend sind.
Auswählen eines Materials für Ihr Gerät
Das Finden des optimalen Halbleitermaterials für ein Gerät kann eine Herausforderung sein. Es ist sehr ähnlich wie die Auswahl des Spielzeugs, mit dem Sie am besten spielen möchten. Sie möchten etwas auswählen, das Ihnen Spaß macht und das nicht sofort kaputt geht.
Wenn Sie also nach einem Gerät suchen, das sehr leistungsstark und energieeffizient ist, sollten Sie sich für SiC-MOSFET entscheiden. Wenn jedoch die Kostenminimierung von entscheidender Bedeutung ist und Sie nicht auf maximale Leistung aus sind, ist der Si-MOSFET möglicherweise Ihre beste Option.
Bedenken Sie, dass jeder Anwendungsfall anders ist und es bei der Auswahl eines Halbleitermaterials möglicherweise keine einheitliche Antwort für alle Anwendungen gibt. Überlegen Sie sich daher, was Ihre persönlichen Bedürfnisse sind, und bemühen Sie sich, nach weiteren Antworten und Unterstützung zu suchen, damit Sie sich entscheiden können.