基本半導體推出PD快充用碳化硅二極管，極致小尺寸國內首創(chuàng )！

前言

2020年，當大部分快充電源廠(chǎng)商還在探索65W氮化鎵快充市場(chǎng)時(shí)，倍思開(kāi)創(chuàng )性地推出了業(yè)界首款120W氮化鎵+碳化硅快充充電器。也正是這款產(chǎn)品，第一次將“碳化硅快充”從設想變?yōu)楝F實(shí)，開(kāi)啟了碳化硅在快充領(lǐng)域商用的大門(mén)。

針對PD快充“小輕薄”的特點(diǎn)，碳化硅功率器件領(lǐng)先企業(yè)基本半導體在國內率先推出SMBF封裝碳化硅肖特基二極管，該產(chǎn)品具有體積小、正向導通壓低和抗浪涌能力強等特點(diǎn)，能很好地滿(mǎn)足PD快充對器件的特殊需求。

圖1：SMBF封裝碳化硅肖特基二極管

更小體積

在PD這種極度緊湊的應用中，PCB面積極其珍貴，超薄型PD快充通常優(yōu)先選擇厚度低于2mm的表貼器件?；景雽wSMBF封裝碳化硅肖特基二極管最大的優(yōu)點(diǎn)是在PCB上的占用面積小，僅為19mm²，其長(cháng)寬高分別為5.3mm*3.6mm*1.35mm，比SMB封裝（厚度2.3mm）更薄，比DFN系列和TO-252封裝面積更小。

基于不同功率的需求，客戶(hù)可以靈活地選用3A/4A的器件，或者并聯(lián)使用（碳化硅肖特基二極管的V_F為正溫度系數，適合并聯(lián)）?？偟膩?lái)說(shuō)，從厚度以及PCB占用面積來(lái)看，SMBF的尺寸更契合PD“小輕薄”的特點(diǎn)。

圖2：SMBF尺寸圖

表1：幾種常用的緊湊型二極管封裝尺寸對比表

采用Clip Bond焊接工藝

SMBF封裝碳化硅肖特基二極管采用Clip Bond焊接工藝，該工藝將器件的引線(xiàn)框架與芯片的上下表面分別進(jìn)行焊接實(shí)現連接。與傳統的芯片上表面打鋁綁定線(xiàn)的連接技術(shù)相比， Clip Bond工藝具有以下技術(shù)優(yōu)勢：

芯片上下表面與管腳的連接采用固體銅片焊接，上表面用銅片取代鋁綁定線(xiàn)，可以獲得更低的封裝電阻、更高的通流能力和更好的導熱性能；這實(shí)際上是一種芯片的雙面散熱的方式，導熱效率明顯提升；

產(chǎn)品外形與傳統SMB器件接近，PCB布局上兩者可以兼容，實(shí)現應用端的無(wú)縫替代；

圖3：SMBF截面示意圖

低正向導通壓降

基本半導體TO-252封裝B1D04065E型號碳化硅肖特基二極管已在PD行業(yè)批量應用，此次新推出的SMBF封裝B2D04065V產(chǎn)品與之相比具有更低的正向導通電壓（參見(jiàn)表2）。值得注意的是，B1D04065E為基本半導體第一代碳化硅二極管產(chǎn)品，B2D04065V為第二代碳化硅二極管，其主要改進(jìn)點(diǎn)是采用了襯底減薄工藝，使二極管的V_F顯著(zhù)下降。

表2：B1D04065E和B2D04065V導通壓降對比

B1D04065E: △V_F（T_j=150℃- T_j=25℃ ）=0.25V；

B2D04065V: △V_F（T_j=150℃- T_j=25℃ ）=0.20V；

通過(guò)對比SMBF和TO-252的△V_F ，△V_F –SMBF＜△V_F –TO-252 ，B2D04065V的V_F和T_j的依賴(lài)性更好，高溫下的導通損耗更低。

圖3：I_F VS. V_F特性圖

高浪涌電流能力I_FSM

在PFC電路中，升壓二極管需要應對電網(wǎng)接入瞬間的電流沖擊。全球電網(wǎng)工頻主要采用50Hz和60Hz，以50Hz工頻電網(wǎng)為例，其一個(gè)周期內半波脈寬為10ms，器件應用在50Hz電網(wǎng)對應的PFC電路中時(shí)，需要標定10ms正弦波浪涌電流能力I_FSM，而應用在60Hz電網(wǎng)對應的PFC電路中時(shí)，需要標定8.3ms正弦波浪涌電流能力。

圖4：PFC電路升壓二極管浪涌沖擊示意圖

設備接入電網(wǎng)瞬間，PFC升壓電流中的濾波電容近似短路，電網(wǎng)電壓接入后，會(huì )形成上圖中的紅色電流路徑（路徑之一）；

沖擊電流的大小同電壓接入的時(shí)間點(diǎn)有直接關(guān)聯(lián)；

當設備接入電網(wǎng)時(shí)，二極管開(kāi)始承受沖擊電流，在正弦波波峰承受的沖擊電流最大。

表3：B1D04065E和B2D04065V浪涌電流能力I_FSM對比

基本半導體首款基于SMBF封裝650V 4A的碳化硅肖特基二極管已經(jīng)面世，650V系列將逐步推出2-6A規格產(chǎn)品。