SIC-GaN Hybrid T-Type

In der Leistungselektronik ist das ständige Streben nach höherer Effizienz und größerer Leistungsdichte nach wie vor ein vorrangiges Ziel. Die immer noch begrenzten Betriebsspannungen von GaN-Bauelementen stellen jedoch aufgrund ihrer physikalischen Eigenschaften eine erhebliche Herausforderung dar, um diese Ziele als eigenständige Halbleiter für Betriebsspannungen über 600 V zu erreichen. Um dieses Problem anzugehen, hat das Expertenteam des AIT eine innovative Lösung durch die Hybridisierung von GaN- und SiC-Technologien entwickelt. Dieser Ansatz kombiniert die Stärken beider Halbleitertypen und ermöglicht es uns, den Wirkungsgrad zu maximieren und gleichzeitig eine hohe Leistungsdichte beizubehalten. Damit legen wir den Grundstein für die nächste Generation von hochleistungsfähigen, zuverlässigen Systemen.

Dieser Wandler stellt die erste Entwicklung eines neuartigen hybriden T-Wandlers dar, der GaN-Transistoren und SiC-MOSFETs in einem Leistungselektroniksystem kombiniert.

Die etablierte Methode zur Bewertung der Schalteigenschaften und zur Untersuchung der dynamischen Leistung von Si-, SiC-, GaN-MOSFETs und IGBTs ist der Doppelpulstest (DPT). Die Doppelimpulsprüfung ermöglicht die präzise Messung der Energieverluste sowohl beim Ein- als auch beim Ausschalten eines Bauelements sowie die Bewertung der Rückerholungseigenschaften.

Da GaN-Bauelemente keine Body-Diode haben, sollte herausgefunden werden, inwieweit die Schaltverluste von SiC-GaN oder GaN-SiC positiv beeinflusst werden können. Die Ergebnisse zeigen, dass das Rückstromverhalten der SiC-Körperdiode die Schaltverluste des GaN-Bauelements beeinflussen kann. Darüber hinaus ist ein optimiertes PCB-Layout unerlässlich, um die parasitäre Leitungsinduktivität zu minimieren, was wiederum dazu beiträgt, das Stromschwingen während des Einschaltvorgangs zu unterdrücken.