실리콘 카비드 (SiC) 와 실리콘 (Si) 는 모두 전자제품에 사용되는 물질이지만 서로 다른 특성을 가지고 있어 다른 응용 분야에 적합합니다.특히 열 관리에 관해서다음은 SiC와 Si의 열 관리 측면에서 상세한 비교입니다:
열전도성
∙실리콘 카비드 (SiC): SiC는 실리콘에 비해 현저히 높은 열전도성을 가지고 있다. SiC의 열전도는 490 W/ ((m·K) 까지 높을 수 있어 열을 분산시키는 데 매우 효과적이다.이 특성 은 작동 중 에 많은 열 을 발생 시키는 고전력 전자 장치 에 있어서 매우 중요하다. SiC의 높은 열 전도성은 더 나은 열 유통과 장치에서 더 빠른 열 제거를 허용하며, 이는 장치의 성능과 신뢰성을 유지하는 데 필수적입니다.
∙실리콘 (Si): 전통적인 실리콘은 열전도성이 낮으며, 일반적으로 150 W/ ((m·K) 에 가깝습니다. 이 낮은 열전도성은 실리콘이 SiC에 비해 열을 분산하는 데 덜 효과적이라는 것을 의미합니다.고전력 애플리케이션에서, 이것은 장치 내부의 온도가 높아질 수 있으므로 최적의 작동 조건을 유지하기 위해 추가 냉각 솔루션이 필요할 수 있습니다.
고온 작업
∙실리콘 카비드 (SiC): SiC 장치는 실리콘 형식보다 훨씬 높은 온도에서 작동 할 수 있습니다. 예를 들어 SiC MOSFET는 200 ° C 이상의 온도에서 작동 할 수 있습니다.실리콘 기반 장치의 전형적인 150°C 한계보다 상당히 높습니다.이 고온 능력은 복잡한 냉각 시스템에 대한 필요성을 줄이고 더 컴팩트하고 효율적인 디자인을 허용합니다.
∙실리콘 (Si): 실리콘 기반 장치들은 일반적으로 150°C 이하의 작동 온도로 제한됩니다. 이 온도 이상에는 실리콘 장치의 성능이 저하 될 수 있습니다.과열을 방지하기 위해 히트 싱크나 냉각 시스템과 같은 추가 열 관리 솔루션을 요구할 수 있습니다..
열 안정성
∙실리콘 카비드 (SiC): SiC 는 뛰어난 열 안정성 을 나타내며, 이는 급격 한 온도 변화 또는 지속적 인 고온 작동 을 포함하는 응용 프로그램 에서 매우 중요하다.SiC?? 의 높은 열 충격 저항성 및 우수한 산화 저항성은 초고 온도 세라믹 및 반도체 애플리케이션에 적합합니다..
∙실리콘 (Si): 실리콘은 작동 범위 내에서 열적으로 안정적이지만, SiC의 고온 안정성과 일치하지 않습니다.실리콘 장치는 높은 온도에서 열 분해에 더 민감합니다.고온 환경에서 수명과 신뢰성을 제한할 수 있습니다.
열 도출 저항
∙실리콘 카비드 (SiC): SiC MOSFET는 실리콘 IGBT에 비해 열 도출에 더 저항적입니다. 이 저항은 SiC의 더 높은 열 전도성으로 인해 발생합니다.더 나은 열 분산과 안정적인 작동 온도를 허용합니다.특히 전기차나 제조업에서 흔히 볼 수 있는 높은 전류, 전압 및 작동 조건에서
∙실리콘 (Si): 실리콘 IGBT는 특히 높은 전류 및 전압 조건 하에서 열 도출에 더 취약합니다. 적절한 냉각 솔루션으로 적절히 관리되지 않으면 장치 고장으로 이어질 수 있습니다.
효율성 과 전력 손실
∙실리콘 카비드 (SiC): SiC 장치는 실리콘의 거의 10배의 속도로 전환할 수 있어 제어 회로의 크기가 작고 작동 중에 에너지 손실이 적습니다.이 높은 스위치 속도와 낮은 전력 손실은 SiC를 실리콘보다 높은 전압에서 거의 10 배 더 효율적으로 만듭니다.이는 특히 고전력 애플리케이션에서 유용합니다.
∙실리콘 (Si): 실리콘 장치는 일반적으로 높은 스위치 속도와 전압에서 더 높은 전력 손실을 가지고 있습니다. 이것은 열 발생 증가로 이어질 수 있습니다.장치 성능을 유지하기 위해 더 강력한 열 관리 솔루션을 필요로합니다..
시스템 크기 및 비용
∙실리콘 카비드 (SiC): SiC의 열 관리 장점은 시스템 크기와 잠재적으로 시스템 비용을 줄일 수 있습니다. SiC MOSFET는 추가 냉각 시스템의 필요성을 제거 할 수 있습니다.전체 시스템 크기와 비용을 줄일 수 있습니다.특히 공간과 무게가 중요한 자동차 및 산업용 애플리케이션에서
∙실리콘 (Si): 실리콘 기반 시스템은 종종 열을 관리하기 위해 추가 냉각 솔루션을 필요로하며 이는 전체 시스템 크기와 비용을 증가시킬 수 있습니다.또는 액체 냉각 시스템은 설계에 복잡성과 비용을 추가 할 수 있습니다.
예 와 적용
∙실리콘 카비드 (SiC): SiC는 전기 차량의 전력 전자제품, 태양광 인버터 및 고주파 통신 장비와 같은 고전력 애플리케이션에 사용됩니다. 예를 들어,고전력 작업의 열적 과제를 처리하기 위해 첨단 냉각 기술로 SiC 전력 모듈이 개발되고 있습니다.시크로늄 (SiC) 은 더 높은 온도에서 작동 할 수있는 능력과 높은 열전도성으로 이러한 까다로운 응용 프로그램에 이상적입니다.
∙실리콘 (Si): 실리콘은 소비자 전자제품에 널리 사용되며, 열 발생률은 일반적으로 낮으며, 작동 온도는 재료의 능력 내에서 사용됩니다.고전력 애플리케이션에서, 실리콘의 낮은 열전도와 온도 제한은 병목이 될 수 있으며 추가 열 관리 전략이 필요합니다.
요약
요약하자면, SiC는 더 높은 열 전도성, 더 높은 온도에서 작동 할 수있는 능력, 뛰어난 열 안정성으로 인해 실리콘보다 열 관리를하는 측면에서 상당한 장점을 제공합니다.,이러한 특성으로 인해 SiC는 효율적인 열 관리가 중요한 고 전력, 고 온도 및 고 주파수 애플리케이션에 매력적인 재료입니다.실리콘, 성숙하고 잘 이해 된 재료이지만, 고 전력 응용 프로그램에서 성능을 제한 할 수있는 열 관리에서 과제에 직면합니다.특정 응용 프로그램에 대한 SiC와 실리콘 사이의 선택은 전력 처리에 대한 특정 요구 사항에 따라 달라집니다., 운영 온도, 효율성, 비용
