SiC 器件是什么？有什么用处？

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　　车身控制模块

　　碳化硅(SiC)，通常被称为金刚砂，是唯一由硅和碳构成的合成物。虽然在自然界中以碳硅石矿物的形式存在，但其出现相对罕见。然而，自从1893年以来，粉状碳化硅就已大规模生产，用作研磨剂。碳化硅在研磨领域有着超过一百年的历史，主要用于磨轮和多种其他研磨应用。

　　借助现代技术，人们已成功开发出高品质的工业级陶瓷材料，这些陶瓷表现出卓越的机械性能，包括：

　　- 高硬度

　　- 高强度

　　- 低密度

　　- 高弹性模量

　　- 高抗热震性

　　- 出色的化学稳定性

　　- 高导热性

　　- 低热膨胀系数

　　这些高强度和耐用性的陶瓷广泛应用于各种领域，如汽车制动系统、离合器以及用于防弹背心的陶瓷板。此外，碳化硅还在高温和(或)高压环境下的半导体电子设备中发挥作用，如火焰点火器、电阻加热元件以及恶劣环境下的电子元器件。

　　碳化硅在汽车应用中的应用

　　碳化硅在汽车领域的主要应用之一是制造高性能的“陶瓷”制动盘。这些制动盘采用碳纤维增强碳化硅(C/SiC)，其中硅与复合材料中的石墨结合。这种技术应用于一些高性能轿车、超级跑车以及其他顶级汽车型号。

　　另一个汽车应用是将碳化硅用作油品添加剂。在这种情况下，SiC可以减少摩擦、散热以及谐波。

　　碳化硅的早期应用

　　电致发光现象最早是在1907年首次通过使用碳化硅发光二极管(LED)实现的。很快，商用SiC基LED就开始生产。到了20世纪70年代，前苏联生产出了黄色的SiC LED，而在20世纪80年代，蓝色LED开始在全球范围内广泛应用。随后，氮化镓(GaN)LED问世，其发光亮度比SiC LED高出数十倍甚至数百倍，因此SiC LED的生产几乎停止。然而，SiC仍然作为GaN设备的基底广泛使用，同时还用作高功率LED的散热器。

　　SiC具有高电阻，在达到阈值电压(VT)之前，电阻较大。一项最早应用SiC的电气应用是分布式电源系统中的避雷器(见图1)。

　　SiC 避雷器应用

　　SiC避雷器的工作原理是在高压电线和地之间连接SiC芯块柱。当电源线受到雷击时，线路电压上升并超过SiC避雷器的阈值电压(VT)，将雷击电流导向地，而不是电力线，从而避免了潜在的危害。然而，这些SiC避雷器在电力线正常工作电压下会导通，因此必须与火花隙串联。当雷击使电源线导线电压升高时，火花隙会离子化并导通，将SiC避雷器有效地连接在电力线和地之间。然而，后来发现避雷器中使用的火花隙并不总是可靠。由于材料失效、灰尘或盐侵等原因，可能出现火花隙在需要时无法触发电弧，或者电弧在闪电结束后无法迅速熄灭的情况。因此，具有无火花隙设计的SiC避雷器大多被采用氧化锌芯块的无间隙变阻器所替代。