Проект ZuGaNG: технология GaN для преобразователей напряжения

24.07.2014

Под контролем института Фраунгофера проходит разработка преобразователей напряжения, построенных на базе усовершенствованной технологии нитрида галлия (GaN).

Под контролем института Фраунгофера проходит разработка преобразователей напряжения, построенных на базе усовершенствованной технологии нитрида галлия (GaN). Технология GaN позволит вырабатывать быстрые и энергетически эффективные, устойчивые к высокой температуре схемы.

Проект ZuGaNG нацелен на выпуск нового поколения продукции в сегменте силовой электроники. В рамках проекта учёные из ассоциации промышленности и исследователей разрабатывают высоковольтные транзисторы, основанные на эффективной полупроводниковой технологии GaN. Транзисторы будут использоваться в преобразователях напряжения. Проект спонсируется немецким федеральным министерством образования и исследований (BMBF). В ближайшие три года предполагается финансирование на сумму порядка $5.44 млн.

Достигнув успехов в прикладных технологиях, учёные стараются значительно повысить КПД преобразователей напряжения, а также снизить производственные затраты силовых GaN транзисторов на 50%. Высокая частота переключения новых компонентов способствует снижению потерь в преобразователях и повышению надёжности работы при высокой температуре. Физические свойства нитрида галлия, например, подвижность электронов и критический уровень напряжённости поля – способствуют выработке силовых транзисторов с большим сроком эксплуатации и повышенной надёжностью (в сравнении с традиционными полупроводниковыми ключами).

Доктор Патрик Уальтерайт, лидер проекта, отметил, что GaN транзисторы работают с высокой частотой импульсов, что позволяет упростить миниатюризацию схем. Уменьшается монтажный объём, снижаются требования по охлаждению, снижаются итоговые производственные и операционные расходы.

Учёные института Фраунгофера с партнерами по исследованиям и производству стараются разработать инновационные концепты дизайна, производства материалов и техпроцессов для выработки компонентов силовой электроники. Вскоре будут продемонстрированы рабочие параметры преобразователей напряжения, которые могут использоваться в нагревательных устройствах, домашней технике, производстве, электромобилях и возобновляемой энергетике. Силовые транзисторы могут способствовать экономии энергии в будущих схемах двигателей насосов стиральных машин и систем отопления, зарядных устройств электромобилей, генераторов плазмы и лазеров, фотоэлектрических панелей.

Помимо сборки демонстрационных образцов партнёры по проекту исследуют характеристики GaN транзисторов в надежде обнаружить взаимосвязь между производственным процессом с одной стороны и структурными, электрическими и температурными свойствами – с другой. Более того, их целью является дальнейшая оптимизация технологии в направлении повышения надёжности и устойчивости компонентов. Это позволит перейти к промышленному производству транзисторов.

Инновационный подход для сокращения производственных затрат, среди прочего, обусловлен интеграцией GaN транзисторов в производственные линии технологии CMOS. Такой шаг ведёт к эффективному по затратам серийному производству. В будущем учёные намерены сочетать потенциальные возможности интеграции технологии CMOS и высокую плотность мощности, а также надёжность компонентов на базе нитрида галлия. Таким образом, открываются многообещающие перспективы для оптимизированной силовой электроники на базе технологии GaN.

В проект вовлечены лидирующие производители и исследовательские институты. Среди них: Robert Bosch, TRUMPF Hüttinger, KACO, X-FAB, Lewicki, EDC, Институт Фраунгофера (ISIT), Институт Фердинанда Брауна, Университет Эрлангена — Нюрнберга, университеты Ройтлингена и Магдебурга.



Наши новости один раз в неделю на ваш емайл
Подписаться на почтовую рассылку / Авторам сотрудничество

Продукция NKK Switches - Галетные, сенсорные, тактильные кнопки и переключатели.
Галетные, сенсорные, тактильные кнопки и переключатели.
Подписаться на новости

Хотите интересные новости электроники? Подпишитесь на рассылку наших новостей.


Новости электроники

Еще новости


В архив даташитов сегодня добавили