GaN auf Si-Technologien für Leistungsumschaltgeräte

Dieses Papier überprüft die jüngsten Aktivitäten für normalerweise abgeschaltete GaN-basierte Gate-Injektions-Transistoren (GITs) auf Si-Substraten und deren Anwendung in Wechselrichtern. Der epitaxiale Wachstum der AlGaN/GaN-Heterostrukturen mit guter Kristallinität auf 200-mm-Si-Substraten mit eliminiertem Verbiegen ermöglicht die kostengünstige Herstellung von GaN-Geräten mit hohen Durchbruchspannungen. Ein neuartiger normalerweise abgeschalteter GaN-Transistor, der als GIT bezeichnet wird, wird vorgeschlagen, bei dem die Löcheneinspritzung von dem p-Typ-AlGaN-Gate den Drainstrom bei niedrigen Einschaltwiderständen durch Leitfähigkeitsmodulation erhöht. Der niedrige Einschaltwiderstand in GaN-basierten Geräten hilft erheblich, die Effizienz von Leistungsumschaltungssystemen zu steigern. Ein GaN-basiertes Drehstromwechselrichter treibt erfolgreich einen Motor mit einer hohen Effizienz von 99,3 % bei einer hohen Ausgangsleistung von 1500 W an. Die präsentierten GaN-basierten Geräte werden voraussichtlich in Zukunft erheblich zur Energieeinsparung als unverzichtbares Leistungsumschaltungssystem beitragen.