전력 전자 변환기를 위한 넓은 밴드갭 반도체 소자

넓은 밴드갭(WBG) 반도체는 기존 실리콘(Si) 기술로는 불가능한 고온, 고전압 및 빠른 스위칭 속도에서 잠재적인 전력 장치의 기능을 가능하게 하는 우수한 물질 특성을 제공합니다. 그러나 Si는 한계에 도달하고 있으며, 그 결과 Si 기반 반도체는 제한된 전압 차단, 제한된 열 전도, 제한된 효율성 및 제한된 최대 접합 온도를 가지고 있습니다. 최근에는 실리콘 카바이드(SiC)와 질화갈륨(GaN)과 같은 넓은 밴드갭 재료가 전력 반도체 소자를 제작하는 데 사용되고 있습니다. 이러한 새로운 전력 반도체 소자를 사용하여 전력 변환기의 개발과 현재 변환기의 성능이 크게 향상될 것이며, 이는 전기 에너지 변환 효율 향상과 전기 에너지의 보다 지능적인 사용으로 이어질 것입니다. SiC와 GaN은 뛰어난 특성, 상용 재료의 가용성 및 기술 프로세스의 성숙으로 인해 이제 이러한 새로운 전력 장치에 더 유망한 반도체 재료로 평가되고 있습니다. 변환기에 이러한 새로운 구성요소를 도입함으로써 이 장치의 이점을 최대한 활용하기 위해 이해해야 하는 여러 가지 의미가 있습니다. 본 연구는 현대 GaN 및 SiC 전력 장치의 특성과 발전을 열거하고 연구의 상태를 평가하며 반도체 장치 응용의 미래를 예측하는 리뷰로 기능합니다. 또한 GaN 및 SiC 장치와 관련된 문제와 과제도 다루고 있습니다.