Detail publikace

Využití SiC a GaN technologií v moderních systémech pro přeměnu energie

PROCHÁZKA, P. PAZDERA, I.

Originální název

Využití SiC a GaN technologií v moderních systémech pro přeměnu energie

Český název

Využití SiC a GaN technologií v moderních systémech pro přeměnu energie

Typ

článek ve sborníku ve WoS nebo Scopus

Jazyk

cs

Originální abstrakt

SiC a GaN polovodičové technologie jsou nejslibnější budoucí technologie spínacích součástek v oblasti výkonové elektroniky. Velikost intenzity elektrického pole při průrazu je až desetinásobně vyšší než u klasických Si technologií. První existující komerční výkonové polovodiče již dosahují závěrných napětí až 1700 V. Ve vývoji jsou již polovodiče se závěrným napětím až 10 kV. Díky vysoké hodnotě závěrného napětí lze zkrátit substrátovou vrstvu a docílit tak malého odporu kanálu. Odpor kanálu navíc nejméně oste s teplotou. Nové polovodiče jsou schopné pracovat s teplotou přechodu přes 300 C. Takto extrémně vysoké teploty dovolují nižší hmotnosti a objemy chladících soustav a tím i výraznou úsporu výrobních nákladů. Vysoké hodnoty elektronové pohyblivostí umožňují spínací frekvence daleko za 100 kHz i při vysokém napětí (>1 kV) a nízké přepínací ztráty. Z několika měření elektromagnetické kompatibility se při strmosti 1 A/ns ukázalo, že došlo ke zvýšení obsahu vyšších harmonických v oblasti 8 -20 MHz a naopak ke snížení v oblasti 20-30 MHz (nižší zotavovací špičky proudu SiC polovodičů). Závěrem lze říci, že GaN technologie bude výhradní pro aplikace pouze do 600 – 1000 V, kvůli nízké termální vodivosti. Významným benefitem bude jejich konečná cena. SiC technologie budou okupovat vysokonapěťové aplikace nad 1 kV za výrazně vyšší cenu technologie budou okupovat vysokonapěťové aplikace nad 1 kV za výrazně vyšší cenu.

Český abstrakt

SiC a GaN polovodičové technologie jsou nejslibnější budoucí technologie spínacích součástek v oblasti výkonové elektroniky. Velikost intenzity elektrického pole při průrazu je až desetinásobně vyšší než u klasických Si technologií. První existující komerční výkonové polovodiče již dosahují závěrných napětí až 1700 V. Ve vývoji jsou již polovodiče se závěrným napětím až 10 kV. Díky vysoké hodnotě závěrného napětí lze zkrátit substrátovou vrstvu a docílit tak malého odporu kanálu. Odpor kanálu navíc nejméně oste s teplotou. Nové polovodiče jsou schopné pracovat s teplotou přechodu přes 300 C. Takto extrémně vysoké teploty dovolují nižší hmotnosti a objemy chladících soustav a tím i výraznou úsporu výrobních nákladů. Vysoké hodnoty elektronové pohyblivostí umožňují spínací frekvence daleko za 100 kHz i při vysokém napětí (>1 kV) a nízké přepínací ztráty. Z několika měření elektromagnetické kompatibility se při strmosti 1 A/ns ukázalo, že došlo ke zvýšení obsahu vyšších harmonických v oblasti 8 -20 MHz a naopak ke snížení v oblasti 20-30 MHz (nižší zotavovací špičky proudu SiC polovodičů). Závěrem lze říci, že GaN technologie bude výhradní pro aplikace pouze do 600 – 1000 V, kvůli nízké termální vodivosti. Významným benefitem bude jejich konečná cena. SiC technologie budou okupovat vysokonapěťové aplikace nad 1 kV za výrazně vyšší cenu technologie budou okupovat vysokonapěťové aplikace nad 1 kV za výrazně vyšší cenu.

Klíčová slova

SiC tranzistor, Vysoká spínací frekvence

Rok RIV

2012

Vydáno

23.05.2012

Nakladatel

Brno University of Technology

Místo

Brno

ISBN

978-80-214-4514-7

Kniha

Proceedings of the 13th Internationnal Scientific Conference Electric Power Engineering 2012, Volume 1

Edice

1

Číslo edice

1

Strany od

1129

Strany do

1133

Strany počet

5

URL

Dokumenty

BibTex


@inproceedings{BUT95122,
  author="Petr {Procházka} and Ivo {Pazdera}",
  title="Využití SiC a GaN technologií v moderních systémech pro přeměnu energie",
  annote="SiC a GaN polovodičové technologie jsou nejslibnější budoucí technologie spínacích součástek v oblasti výkonové elektroniky. Velikost intenzity elektrického pole při průrazu je až desetinásobně vyšší než u klasických Si technologií. První existující komerční výkonové polovodiče již dosahují závěrných napětí až 1700 V. Ve vývoji jsou již polovodiče se závěrným napětím až 10 kV. Díky vysoké hodnotě závěrného napětí lze zkrátit substrátovou vrstvu a docílit tak malého odporu kanálu. Odpor kanálu navíc nejméně oste s teplotou. Nové polovodiče jsou schopné pracovat s teplotou přechodu přes 300 C. Takto extrémně vysoké teploty dovolují nižší hmotnosti a objemy chladících soustav a tím i výraznou úsporu výrobních nákladů. Vysoké hodnoty elektronové pohyblivostí umožňují spínací frekvence daleko za 100 kHz i při vysokém napětí (>1 kV) a nízké přepínací ztráty.  Z několika měření elektromagnetické kompatibility se při strmosti 1 A/ns ukázalo, že došlo ke zvýšení obsahu vyšších  harmonických v oblasti 8 -20 MHz a naopak ke snížení v oblasti 20-30 MHz (nižší zotavovací špičky proudu SiC polovodičů). Závěrem lze  říci, že GaN technologie bude výhradní pro aplikace pouze do 600 – 1000 V, kvůli nízké termální vodivosti. Významným benefitem bude jejich konečná cena. SiC technologie budou okupovat vysokonapěťové aplikace nad 1 kV za výrazně vyšší cenu technologie budou okupovat vysokonapěťové aplikace nad 1 kV za výrazně vyšší cenu.",
  address="Brno University of Technology",
  booktitle="Proceedings of the 13th Internationnal Scientific Conference Electric Power Engineering 2012, Volume 1",
  chapter="95122",
  edition="1",
  howpublished="online",
  institution="Brno University of Technology",
  year="2012",
  month="may",
  pages="1129--1133",
  publisher="Brno University of Technology",
  type="conference paper"
}