二极管|国内首颗SMBF封装碳化硅二极管问世：极致小尺寸，PD快充专用_极致|电网|器件|产品|碳化硅

2020年，当大部分快充电源厂商还在探索65W氮化镓快充市场时，倍思开创性地推出了业界首款120W氮化镓+碳化硅快充充电器。也正是这款产品，第一次将“碳化硅快充”从设想变为现实，开启了碳化硅在快充领域商用的大门。

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图1：SMBF封装碳化硅肖特基二极管
针对PD快充“小轻薄”的特点，碳化硅功率器件领先企业基本半导体在国内率先推出SMBF封装碳化硅肖特基二极管新品，该产品具有体积小、正向导通压低和抗浪涌能力强等特点，能很好地满足PD快充对器件的特殊需求。

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图2：基本半导体SMBF封装碳化硅二极管发布会
更小体积
在PD这种极度紧凑的应用中， PCB面积极其珍贵，超薄型PD快充通常优先选择厚度低于2mm的表贴器件。
【二极管|国内首颗SMBF封装碳化硅二极管问世：极致小尺寸，PD快充专用】

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图3：SMBF封装碳化硅二极管实物

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图4：SMBF尺寸图
基本半导体SMBF封装碳化硅肖特基二极管最大的优点就是在PCB上的占用面积小，仅为19mm2 ，其长宽高分别为5.3mm*3.6mm*1.35mm ，比SMB封装（厚度2.3mm）更薄，比DFN系列封装和TO-252封装面积更小。

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表1：几种常用的紧凑型二极管封装尺寸对比表

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图5：几种常用的紧凑型二极管封装实物对比
基于不同功率的需求，客户可以灵活地选择采用3A/4A的器件，或者并联使用（碳化硅肖特基二极管的VF为正温度系数，适合并联）。综合来说，从厚度以及PCB占用面积来看， SMBF的尺寸更契合PD“小轻薄”的特点。
采用Clip Bond焊接工艺
SMBF封装碳化硅肖特基二极管采用Clip Bond焊接工艺，该工艺将器件的引线框架与芯片的上下表面分别进行焊接实现连接。与传统的芯片上表面打铝绑定线的连接技术相比，Clip Bond工艺具有以下技术优势：

芯片上下表面与管脚的连接采用固体铜片焊接，上表面用铜片取代铝绑定线，可以获得更低的封装电阻、更高的通流能力和更好的导热性能；这实际上是一种芯片的双面散热的方式，导热效率明显提升。
产品外形与传统SMB器件接近， PCB布局上两者可以兼容，实现应用端的无缝替代。

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图6：SMBF截面示意图
低正向导通压降
基本半导体TO-252封装B1D04065E型号碳化硅肖特基二极管已在PD行业批量应用，此次新推出的SMBF封装B2D04065V产品与之相比具有更低的正向导通电压（参见表2）。
值得注意的是， B1D04065E为基本半导体第一代碳化硅二极管产品， B2D04065V为第二代碳化硅二极管，其主要改进点是采用了衬底减薄工艺，使二极管的VF显著下降。

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表2：B1D04065E和B2D04065V导通压降对比
B1D04065E: △VF（Tj=150℃- Tj=25℃ ）=0.25V；
B2D04065V: △VF（Tj=150℃- Tj=25℃ ）=0.20V；
通过对比SMBF和TO-252的△VF， △VF –SMBF＜△VF –TO-252， B2D04065V的VF和Tj的依赖性更好，高温下的导通损耗更低。

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图7：IF VS. VF特性图
高浪涌电流能力IFSM
在PFC电路中，升压二极管需要应对电网接入瞬间的电流冲击。全球电网工频主要采用50Hz和60Hz ，以50Hz工频电网为例，其一个周期内半波脉宽为10ms ，器件应用在50Hz电网对应的PFC电路中时，需要标定10ms正弦波浪涌电流能力IFSM ，而应用在60Hz电网对应的PFC电路中时，需要标定8.3ms正弦波浪涌电流能力。

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图8：PFC电路升压二极管浪涌冲击示意图

设备接入电网瞬间， PFC升压电流中的滤波电容近似短路，电网电压接入后，会形成上图中的红色电流路径（路径之一）；
冲击电流的大小同电压接入的时间点有直接关联；
当设备接入电网时，二极管开始承受冲击电流，在正弦波波峰承受的冲击电流最大。

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表3：B1D04065E和B2D04065V浪涌电流能力IFSM对比
基本半导体首款基于SMBF封装650V 4A的碳化硅肖特基二极管已经面世， 650V系列将逐步推出2-6A规格产品。
基本半导体掌握国际领先的碳化硅核心技术，研发覆盖碳化硅功率器件的材料制备、芯片设计、晶圆制造、封装测试、驱动应用等全产业链，先后推出全电流电压等级碳化硅肖特基二极管、通过工业级可靠性测试的1200V碳化硅MOSFET、车规级全碳化硅功率模块等系列产品，性能达到国际先进水平。其中650V碳化硅肖特基二极管产品已通过AEC-Q101可靠性测试，其他同平台产品也将逐步完成该项测试。
基本半导体碳化硅功率器件产品被广泛应用于新能源、电动汽车、智能电网、轨道交通、工业控制、国防军工及消费电子领域。