新形式功率MOSFET電晶體研發,能夠處理超過8000伏的電壓

2020-11-22 電子發燒友

新形式功率MOSFET電晶體研發，能夠處理超過8000伏的電壓

佚名 發表於 2020-06-04 14:26:12

6月3日消息，美國布法羅大學科研團隊開發了一種新形式的功率MOSFET電晶體，這種電晶體可以用最小的厚度處理難以置信的高電壓，可能會提升電動汽車電力電子元件效率。金屬氧化物半導體場效應電晶體，也就是我們常說的MOSFET，是各種消費類電子產品中極為常見的元件，尤其是汽車電子領域。

功率MOSFET是一種專門為處理大功率負載而設計的開關。每年大約有500億個這樣的開關出貨。實際上，它們是三腳、扁平的電子元件，可作為電壓控制開關。當在柵極引腳上施加足夠的（通常是相當小的）電壓時，就會在其他兩個引腳之間建立連接，完成一個電路。它們可以非常快速地開啟和關閉大功率電子器件，是電動汽車不可或缺的一部分。

功率MOS場效應電晶體，即MOSFET，其原意是：MOS（Metal Oxide Semiconductor金屬氧化物半導體），FET（Field Effect Transistor場效應電晶體），即以金屬層（M）的柵極隔著氧化層（O）利用電場的效應來控制半導體（S）的場效應電晶體。功率MOS場效應電晶體也分為結型和絕緣柵型，但通常主要指絕緣柵型中的MOS型（Metal Oxide Semiconductor FET），簡稱功率MOSFET（Power MOSFET）。結型功率場效應電晶體一般稱作靜電感應電晶體（Static Induction Transistor——SIT）。其特點是用柵極電壓來控制漏極電流，驅動電路簡單，需要的驅動功率小，開關速度快，工作頻率高，熱穩定性優於GTR，但其電流容量小，耐壓低，一般只適用於功率不超過10kW的電力電子裝置。

通過創建基於氧化鎵的MOSFET，布法羅大學的團隊聲稱，他們已經研究出了如何使用薄如紙的電晶體來處理極高的電壓。當用一層常見的環氧樹脂聚合物SU-8 「鈍化 」後，這種基於氧化鎵的電晶體在實驗室測試中能夠處理超過8000伏的電壓，然後才會出現故障，研究人員稱這一數字明顯高於用碳化矽或氮化鎵製成的類似電晶體。

實驗當中，氧化鎵的帶隙數字為4.8電子伏特，令人印象深刻。帶隙是衡量一個電子進入導電狀態所需的能量，帶隙越寬，效果越好。矽是電力電子器件中最常見的材料，其帶隙為1.1電子伏特。碳化矽和氮化鎵的帶隙分別為3.4和3.3電子伏特。因此，氧化鎵的4.8電子伏特帶隙使其處於領先地位。

通過開發一種能夠以極小的厚度處理極高電壓的MOSFET，布法羅團隊希望其工作能夠為電動車領域、機車、飛機、微電網技術以及潛在的固態變壓器等更小、更高效的電力電子器件做出貢獻。

責任編輯：gt

打開APP閱讀更多精彩內容

聲明：本文內容及配圖由入駐作者撰寫或者入駐合作網站授權轉載。文章觀點僅代表作者本人，不代表電子發燒友網立場。文章及其配圖僅供工程師學習之用，如有內容圖片侵權或者其他問題，請聯繫本站作侵刪。 侵權投訴

相關焦點

  • 薄型氧化鎵電晶體可承受8000伏以上的電壓
    布法羅大學（UB）正在研發的一種基於氧化鎵的電晶體可能會給解決這一問題。6月份發表在《IEEE電子器件通訊》（IEEE Electron Device Letters）雜誌上的一項研究中，電氣工程師們描述了這種微小的電子開關如何能夠處理超過8000伏的電壓，考慮到它的厚度只有一張紙那麼薄，不得不說這是一個令人印象深刻的壯舉。
  • 碳化矽JFET助推功率轉換電路的設計方案
    例如，如果你用1毫安的電流偏置一個JFET的柵極，並監控柵極電壓Vgs，見圖1，你可以監控器件的溫度，因為Vgs隨溫度線性降低。此屬性對於需要功率場效應管（Sic JFET）的功率模塊應用程式特別有用，它可以監視其自身的運行狀況。
  • MOSFET廠商匯總!|電晶體|dc|mosfet|柵極|電容_網易訂閱
    這種封裝的特點是，封裝面積(體積)越小，能夠承受的功耗(性能)就越低，反之則越高。這種封裝形式晶片在早期比較多見，且多用於CPU等大功耗產品的封裝，如英特爾的80486、Pentium均採用此封裝樣式;不大為MOS管廠家所採納。
  • ARM研發超低電壓處理器——物聯網又近了一步
    ——研發超低電壓處理器。經過數年的研究和多種內部設計後，ARM正在開發一款新的超低電壓微控制器核心，相比於現在的移動處理器它可謂是相當慢。低電壓 低性能低電壓晶片並不是什麼新鮮事，有幾家公司已經開發了低於2伏的微控制器晶片，不過為了更好地利用微電源，ARM把處理器電壓要求降低到電晶體可以開關的程度。但超低電壓帶來的是超低性能。
  • 太陽能燈的電壓是有多少伏-安徽軍潁
    從篝火到油燈，再到後來的白熾燈，直到現在的led燈，太陽能燈，人類在照明領域永遠是不斷探索研發的。那麼太陽能燈的電壓是有多少伏呢？今天軍潁照明就為大家簡單的介紹下。　　太陽能燈系統由太陽能電池組件部分（包括支架）、LED路燈頭、控制箱 （內有控制器、蓄電池）和燈杆幾部分構成。
  • 德國英飛凌公司推出1700伏高電壓碳化矽功率器件
    原標題：德國英飛凌公司推出1700伏高電壓碳化矽功率器件【據英國電子周刊網站6月1日報導】近日,德國英飛凌在其CoolSiC MOSFET產品中增加了1700伏碳化矽場效應電晶體，其目標是三相轉換系統中的輔助電源，如電機驅動、可再生能源、充電基礎設施和高壓直流系統
  • CISSOID引入了新系列P通道高溫功率MOSFET電晶體
    CISSOID，在高溫半導體解決方案的領導者，介紹了 VENUS，他們的新系列高溫　30V 的 P通道功率 MOSFET 電晶體保證操作在攝氐負55度到225度之間。
  • SiC-MOSFET與其他功率電晶體有何不同?
    近年來，使用「功率元器件」或「功率半導體」等說法，以大功率低損耗為目的二極體和電晶體等分立（分立半導體）元器件備受矚目。
  • 為什麼美國、日本電壓是110伏,中國卻是220伏呢?
    文/李鵬森我們都知道，近代人類之所以能夠進步如此之快，很大程度上是由於電的發明，自從人類使用了電，人類的生活就有了質的提高！現在，我們生活中的各個方面都離不開電能，同時，我們誰都知道，在中國大陸，我們所使用的電力都是220伏的，但在美國、日本卻都是110伏的，為什麼中國用220伏呢，難道我們還比他們落後嗎？實際上，恰恰相反，我們所用的220 V電壓才是世界上最先進的技術，與美國這樣的歐美國家相比，110 V電壓更落後，不是發達國家的東西更好，我們的技術也可以更先進。
  • 中國的民用電壓都是220伏,為什麼日本的是110伏?
    其實在各國之間，使用的電壓標準都是不一樣的。就拿我國普遍的民用電壓功率來說，都是在220伏。 電壓的高低也影響部分電器的使用效果，如果電壓太低運行高功率電器的話，就有可能失效。包括給手機，平板等設備充電，充電速度也會非常慢。
  • 基於GaN電晶體的特性測量交叉導通方案
    與Si-mosfet、igbt和SiC-mosfet相比，GaN電晶體的優點意味著工程師們正在將它們廣泛地設計到他們的系統中。然而，GaN電晶體在開關電源中的這些進步也使得表徵這些電源的性能變得越來越具有挑戰性。在半橋上測量高邊VGS是診斷電晶體交叉導通的一種傳統方法，對於基於GaN的設計來說是一項艱巨的任務。典型的解決方案是使用高成本的測量設備，這並不總是產生有用的結果。
  • 為什麼美國、日本電壓都是110伏,而中國卻是220伏呢?
    為什麼美國、日本電壓都是110伏，而中國卻是220伏呢？人類自從發明了電和電燈之後，就從以前的舊時代一躍而至新時代。人們告別了那個夜晚烏漆墨黑的夜晚，使得夜晚變得和白晝一般，方便了人們生活的各個方面。可能大家在生活中都對電再熟悉不過了，我們知道在我們國家使用的電基本上都是220伏的電壓，那麼國外的是不是也是一樣的呢？都是220V！其實在國外我們使用的電壓和人家使用的電壓是不一樣的，特別是美國和日本他們使用的的是基本上都是110伏的電壓。那為什麼都是用電我們的是他們兩倍呢？難道說他們的要先進一些，在電的使用上要領先於我們嗎？
  • 中國電壓是220伏,美國日本的電壓卻是110伏,哪個才是最安全的?
    導語：中國電壓是220伏，美國日本的電壓卻是110伏，哪個才是最安全的？中國電壓是220伏，美國日本的電壓卻是110伏，哪個才是最安全的在解放初期，我國的很多技術都不是很發達，當時我們學習的對象主要就是蘇聯，當時一些歐洲國家認為，110伏的電壓會對電器造成更大的損耗，而且太多的電器是110伏的電壓支撐不了的，所以經過研究發現，220伏的電壓成為了最適合的電壓標準，當時的蘇聯也就採用了同樣的電壓標準，那時候我們向蘇聯學習，也就採用了220伏的電壓標準。
  • 開關電源中電子輻照對功率雙極電晶體損耗分析
    功率雙極電晶體由於其低廉的成本，在開關電源中作為功率開關管得到了廣泛的應用。應用電子輻照技術可以減小少子壽命， 降低功率雙極電晶體的儲存時間、下降時間， 提高開關速度， 且一致性、重複性好， 成品率高， 這是高反壓功率開關電晶體傳統製造工藝無法比擬的。
  • 用於HZZH 98%高效功率模塊的Transphorm GaN
    發表於 2020-03-18 10:58:39 超高效48伏模塊是半導體公司針對數據中心研發的最新客戶產品 加州戈利塔， 2020年3月17日 - （亞太商訊） - Transphorm Inc.是一家設計和製造最高可靠性產品的領先公司
  • 為什麼我國的民用電壓是220伏,而美國是110伏?
    特斯拉原為愛迪生的員工，當時愛迪生用的直流電，傳輸距離超過1公裡，損耗十分嚴重，又不能每公裡建一個發電站，成本太高。特斯拉幫愛迪生解決這個難題，創造性地用交流電，傳輸距離大大增加。最開始特斯拉的交流電用的是240伏。
  • 功率場效應管與雙極型功率電晶體之間的特性比較
    許多情況下，設計人員應該密切關注數據手冊上的安全工作區(SOA)曲線，該曲線同時描述了漏極電流和漏源電壓的關係。基本上，SOA定義了MOSFET能夠安全工作的電源電壓和電流。在ORing FET應用中，首要問題是：在"完全導通狀態"下FET的電流傳送能力。實際上無需SOA曲線也可以獲得漏極電流值。 　　 做反激的時候常採用IRF540，其VDSS為100V，RDS=0.055歐，ID為22A。
  • 被忽略的細節:理解MOSFET額定電壓BVDSS
    看到這個主題，可能有些工程師會問：多少伏的功率MOSFET，耐壓BVDSS不就是多少伏嗎?這裡面還有什麼被忽略的內容?細節決定技術，今天研究功率MOSFET數據表中BVDSS所隱藏的一些有意思的細節，來理解這個參數所設定的含義。
  • 美國日本民用電壓都是110伏,為啥中國卻是220伏?
    如果你想從美日兩國買一些電子設備或者電器回國，不提前購買好變壓器的話可能會出現無法使用的情況——因為這兩個國家用的民用電壓都是110伏，而我們國家的電器電子設備則使用的是220伏電壓！中國民用電壓是220伏電壓是我國國民共知的基本常識，為什麼美日兩國卻和我們不同呢？
  • 為什麼變頻器輸出電壓比輸入電壓高几十伏?
    為什麼變頻器輸出電壓比輸入電壓高几時伏？★因為你測量時的萬用表為普通數字萬用表，而不是真有效值的數字萬用表。特別是當變頻器頻率超過50/60Hz時，非真有效值數字萬用表就越來越誤差大。自己曾經實際檢測變頻器的輸出電壓進行測試過，發現變頻器輸出電壓有1000多伏，輸入電壓單相為220伏，這是否是變頻器故障？其實不然，而是自己使用的普通萬用表測量的。剛剛接觸變頻器時，根本不懂得一些基礎知識，後來通過看書學習後知道了這些。再者變頻器它只會降壓不會升壓，原來測量用的價格低廉的普通數字萬用表測量。