свойства материала и фундаментальная физика, лежащие в основе больших теоретических преимуществ силиката кремния для устройств переключения мощности, обсуждались в разделе 5.3.2. аналогично, в разделе 5.4.5 обсуждалось, что кристаллографические дефекты, обнаруженные в sic-пластинах и эпилярах, в настоящее время являются первичным фактором, ограничивающим коммерциализацию полезных сильных мощных коммутационных устройств. этот раздел посвящен дополнительным аспектам развития силовых выпрямителей мощности и технологий переключения транзисторов.

в большинстве прототипов силового устройства используются аналогичные топологии и функции, например, их аналоги на основе кремния, такие как вертикальный поток высокого тока через подложку, чтобы максимизировать ток устройства, используя минимальную площадь пластины (т. е. максимизировать плотность тока). в отличие от кремния, однако относительно низкая проводимость современных субстратов p-типа (раздел 5.4.3) диктует, что все вертикальные структуры силовых устройств реализуются с использованием подложек n-типа для достижения выгодно высоких вертикальных плотностей тока , многие из конструктивных решений по дизайну устройств примерно параллельны известным силовым силовым устройствам, за исключением того факта, что цифры для плотности тока, напряжений, плотности мощности и скоростей переключения намного выше в sic.

чтобы силовые устройства успешно работали при высоких напряжениях, следует избегать периферийного пробоя из-за избыточного напряжения в полевых условиях при тщательной разработке устройства и правильном выборе изоляционных / пассивирующих диэлектрических материалов. пиковое напряжение многих прототипов высоковольтных силовых устройств часто ограничивалось разрушающим краевым пробоем, особенно в устройствах, способных блокировать несколько киловольт. Кроме того, большинство испытаний многих прототипов мультикиловотных устройств потребовало, чтобы устройство было погружено в специализированные высокочистые прочностные жидкости или газовую атмосферу, чтобы минимизировать повреждение электрической дуги и поверхностного перекрытия на периферии устройства. различные методологии краевого прекращения, многие из которых первоначально были внедрены в устройствах с высоким напряжением в кремнии, были применены к прототипным силовым устройствам с разной степенью успеха, включая специально разработанные легирующие и металлические защитные кольца. более высокие напряжения и более высокие локальные электрические поля силовых силовых устройств будут прикладывать большие нагрузки на упаковку и на пластинчатые изоляционные материалы, поэтому некоторые из материалов, используемых для изоляции / пассивирования кремниевых высоковольтных устройств, могут оказаться недостаточными для надежного использования в сильных высоковольтных устройствах, особенно если эти устройства должны работать при высоких температурах.