Zaloguj się
Wszystkie
12 października 2022
1643
Przez dziesięciolecia krzem dominował w elektronice, ale to stopniowo się zmienia, ponieważ powstają aplikacje o coraz większych wymaganiach. Szczególnie zauważalne jest to w energoelektronice, gdzie na skutek postępującego rozwoju elektromobilności czy systemów energetyki odnawialnej potrzebne są elementy mocy o coraz lepszych parametrach. Kluczowymi aspektami w tego rodzaju urządzeniach są:
- optymalizacja, czyli zwiększanie sprawności energetycznej,
- miniaturyzacja,
- wydajność, czyli zwiększanie ilości gromadzonej energii.
Za tymi wymaganiami wysokiego poziomu idą konkretne potrzeby niskopoziomowe – zredukowana rezystancja kanałów w kluczach MOSFET, możliwość pracy z wyższymi napięciami i prądami oraz możliwość szybszego przełączania tranzystorów. Nie mniej istotne są też parametry termiczne – przewodność cieplna materiału i jego maksymalna temperatura pracy.
Do tej pory opracowano już złożone półprzewodniki, tj. takie, które wykonane są z dwóch lub trzech materiałów, które oferują wyjątkowe cechy i doskonałe właściwości. Na przykład złożone półprzewodniki dały nam diody LED: czerwona zawiera związek arsenu i galu (GaAs), a dodanie do mieszanki fosforu (GaAsP) pozwala na wytworzenie żółtego koloru. Chociaż półprzewodniki wieloskładnikowe są trudniejsze do wykonania i droższe, oferują istotną przewagę w porównaniu z krzemem.
W wielu aplikacjach materiały te sprawdzają się znacznie lepiej niż krzem.
Dwa komponenty półprzewodnikowe, które powstały jako odpowiedź na opisane problemy, zawierają półprzewodniki wieloskładnikowe, o szerokiej przerwie energetycznej – to tranzystory mocy z azotku galu i węglika krzemu. Urządzenia te konkurują z tranzystorami MOSFET LDMOS i superzłączowymi. Urządzenia wykonane z GaN i SiC są pod pewnymi względami podobne, ale jednocześnie mają znaczące różnice. Podstawową jest o wiele szersza przerwa energetyczna – 3,44 eV dla azotku galu i 3,26 eV dla węglika krzemu. Dla porównania krzem ma przerwę energetyczną równą 1,12 eV, a arsenek galu (GaAs) 1,42 eV.
NAPISZ DO AUTORA
Facebook
Twitter
Linkedin
Kup teraz
