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AN4242

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DocID024196 Rev 1

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1

Features of the SiC diodes . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 3

1.1

Turn off behavior . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 3

1.1.1

Comparison with Si bipolar diode . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 3

1.1.2

Capacitive charge (QC) measurement . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 3

1.2

Forward characteristics . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 5

1.3

Other characteristics . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 6

1.3.1

Low leakage current . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 6

1.3.2

“C” thermal coefficient . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 7

2

Forward thermal runaway . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 8

2.1

Thermal runaway risk in regular working mode . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 8

2.2

Thermal runaway risk in transient phase . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .11

3

New 650 V JBS SiC diodes . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 13

3.1

Device structure . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 13

3.2

Comparison between first and second generation of SiC diodes . . . . . . . 13

3.2.1

Forward voltage comparison . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 13

3.2.2

IFSM PSpice simulation: comparison between 1st and 2nd generation 15

3.2.3

IFSM datasheet comparison between SiC G2 and SiC G1 . . . . . . . . . . 16

3.3

JBS structure trade-off: current surge capability versus Qrr . . . . . . . . . . 17

3.3.1

Forward characteristics comparison between ST’S SiC 2nd generation

and other JBS designs 17

3.3.2

No recovery charge area . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 18

3.3.3

PSpice electro-thermal simulation result . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 19

4

Efficiency measurement . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 21

4.1

dI/dt optimization . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 22

4.2

Example of efficiency measurements . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 23

5

Conclusion . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 24

6

Revision history . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 25