欧洲HiPoSwitch项目开发了新型氮化镓(GaN)晶体管，用于高效、高速的氮化镓电源开关。
该项目由Ferdinand-Braun-Institut领导，柏林莱布尼兹 - 伊斯蒂特·莱布尼斯 - 苏特福雷查克蒂省，与来自中欧中部的八个工业和研究合作伙伴合作。
GaN组件是非常有效的，非常快速的电源开关...由于它们的损失低的导通电阻。此外，功率转换器的更高的开关频率允许其无源元件的尺寸更小。
节能和紧凑型电源转换器的基础：在Hiposwitch项目中产生的硅衬底上的氮化镓切换晶体管。（c）fbh / p。Immerz.
要制造体积小、重量轻、节能的电源转换器，就需要快速的电源开关。这些转换器被广泛应用于许多电子设备中，因此任何提供效率优势的新设计都将具有巨大的市场潜力。
大多数电子设备，包括计算机，智能手机和LED照明，不能接受普通线电压，除非它从AC转换为DC。在太阳能电池板逆变器和其他这样的装置中，需要反转，以将由太阳能电池板产生的DC电流转换为AC电源。功率晶体管是执行这些转换的功率转换器的重要部分。
作为Hiposwitch项目的一部分，已经开发出闪电 - 快速半导体开关，其允许更有效地操作这些类型的转换器。使用新颖的氮化镓晶体管的新功率转换器实现了超过98％的转化效率，与传统硅相比，少于50％的损失。这些晶体管的使用将有助于节省大量的主要能量。
HiPoSwitch项目和FBH GaN电子商务区负责人Joachim Würfl解释道:
“每年在欧洲生成3000多个Terawatt of Power。如果您只将每年在欧洲生产的电力转换为不同的水平并将效率水平提高了两个百分点，则可以关闭至少两个燃煤植物。
“氮化镓元件是非常高效和快速的电源开关……因为它们的导通电阻低，损耗可以忽略不计。此外，功率转换器的高开关频率允许其无源元件的尺寸更小。这些元件包括它的电容器和电感线圈。
“氮化镓已被用作碳化硅(SiC)衬底和微波晶体管的薄层。这种方法效果很好，但对大众市场来说太贵了。
“作为替代方案，为SIC开发的过程可以转移到大量成本效益，但技术上更具挑战性的硅基板。”
Ferdinand-Braun-Institut。©FBH / schurian.com
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这个项目取得的进展是每个合作伙伴所取得的进展完美配合的结果。维也纳大学和帕多瓦大学进行了关于退化和漂移影响的原始研究，这使得FBH优化了创建GaN开关的过程，使组件的性能几乎符合理论理想。
随后，英飞凌在马来西亚完成了晶体管芯片到低感应ThinPAK外壳的最终组装。设备制造商爱思强(Aixtron)和比利时公司EpiGaN将外延转移到了Si。这导致衬底制造成本的显著降低幅度超过十倍。
硅片直径增加到6”和8”，这将有助于工业规模上的低成本生产。芯片制造商英飞凌(Infineon)提供了用于工业规模生产功率半导体的硅(Si)工艺线。
单晶体管测量只有4.5 x 2.5毫米，优化开关600伏。它的导通电阻为75毫欧姆，最大可处理120安培。我们是目前欧洲唯一能生产这种常关晶体管的厂家。
约阿希姆Wurfl
Würfl表示，该项目的某些部分具有“探索性”，这是由于用于实现氮化镓功率晶体管的新工艺和技术。在斯洛伐克布拉迪斯拉发的科学院和维也纳大学，对有希望生产半导体的方法进行了测试。亚博老虎机网登录
奥地利公司Artesyn是此次合作的系统级合作伙伴。Artesyn开发了一种3kW整流器，设计用于蜂窝基站和其他类似的电信应用。这个整流器有能力转换线电压到直流与98%的效率。开发了一种与GaN开关晶体管性能相匹配的开关拓扑结构。
节能型电力变换器应用广泛，市场潜力巨大。由于重量轻、体积小，它们也更适合于航空航天应用。
有关此项目的更多信息，访问Hiposwitch网站．