цифровая электроника
вычислительная техника
встраиваемые системы

 
» » Инженеры Университета Буффало разработали транзистор, способный выдерживать напряжение 8000 вольт

Инженеры Университета Буффало разработали транзистор, способный выдерживать напряжение 8000 вольт

Автор: Mike(admin) от 25-06-2020, 01:15

Металлооксидные полупроводниковые полевые транзисторы (МОП-транзисторы) являются обычно используемыми компонентами во всех видах электронных устройств, однако они особенно распространены в автомобильном секторе, где они являются важнейшим компонентом, используемым для чрезвычайно быстрого включения и выключения мощной электроники.


Инженеры Университета Буффало разработали транзистор, способный выдерживать напряжение 8000 вольт

Теперь инженеры в Университете Буффало стремятся сделать МОП-транзисторы еще мощнее, переведя их на оксид галлия, что позволило команде решить задачу работы с чрезвычайно высокими напряжениями свыше 8000 В.


В исследовании, опубликованном исследовательской группой в июньском выпуске IEEE Electron Device Letters, команда инженеров-электриков описывает, как их крошечный электронный переключатель способен выдерживать такое высокое напряжение, несмотря на его очень маленький и тонкий профиль.


Исследовательская группа довольно долго изучала потенциал оксида галлия, и предыдущие работы этой группы включали исследование транзисторов, сделанных из данного материала. Причина, по которой они так много внимания уделяют оксиду галлия, заключается в его запрещенной зоне – количестве энергии, необходимой для того, чтобы вывести электрон в проводящее состояние.


Системы, в которых используются материалы с более широкими запрещенными зонами, могут быть тоньше, легче и выдерживать большую мощность, чем системы, в которых используются материалы с более низкими запрещенными зонами. Ширина запрещенной зоны оксида галлия составляет около 4,8 электрон-вольт, что, по мнению исследовательской группы, относит его к «элитной» группе материалов.


Напротив, наиболее часто используемый материал в силовой электронике, кремний, имеет запрещенную зону 1,1 электрон-вольт, а потенциальные заменители кремния, такие как карбид кремния (SiC) и нитрид галлия (GaN), имеют около 3,4 и 3,3 электрон-вольт соответственно. Именно из-за сверхширокой запрещенной зоны оксида галлия электронный переключатель команды может быть утончен до ширины листа бумаги.


Что касается способности материала выдерживать такое высокое напряжение, несмотря на то, что оно такое маленькое, это было достигнуто с помощью химического процесса, известного как «пассивация». Это включает в себя покрытие электронного переключающего устройства слоем SU-8, полимера на основе эпоксидной смолы, обычно используемого в микроэлектронике, для снижения химической реактивности его поверхности.


После испытаний результаты команды показали, что транзистор может выдержать 8032 Вольт до разрушения, что больше, чем у транзисторов, разработанных на основе SiC и GaN. И чем выше напряжение пробоя, тем больше мощности устройство может выдержать. «Слой пассивации - это простой, эффективный и экономически эффективный способ повышения производительности транзисторов на основе оксида галлия», - говорит ведущий автор исследования Уттам Сингисетти.


Новый транзистор исследовательской группы может привести к созданию небольших и более эффективных электронных систем, которые контролируют и преобразуют электроэнергию в таких приложениях, как электромобили, самолеты и локомотивы.


«Чтобы действительно продвинуть эти технологии в будущее, нам нужны электронные компоненты следующего поколения, которые могут выдерживать большие силовые нагрузки без увеличения размеров систем силовой электроники», - добавил Сингисетти. Благодаря более эффективным электронным системам питания эти транспортные средства могут двигаться дальше и работать дольше между циклами зарядки.




© digitrode.ru


Теги: транзистор




Уважаемый посетитель, Вы зашли на сайт как незарегистрированный пользователь.
Мы рекомендуем Вам зарегистрироваться либо войти на сайт под своим именем.

Комментарии:

Оставить комментарий