Скоростта на GaN и мощността на SiC: експериментален супертранзистор обещава да направи революция в зарядните устройства
Иновативният метод дейно съчетава несъвместими до момента материали.
Инженери от Хонконгския университет за просвета и технологии, в съдействие с три други китайски проучвателен института, са създали нов вид транзистор, основан на два модерни полупроводникови материала – галиев нитрид (GaN) и силициев карбид (SiC). Това хибридно устройство, наречено HyFET (Hybrid Field-Effect Transistor – хибриден полеви транзистор), съчетава най-хубавите свойства на GaN и SiC, като свежда до най-малко техните дефекти.
Преди това галиевият нитрид и силициевият карбид към този момент бяха намерили необятно приложение в силовата електроника заради съществуването на редица преимущества пред обичайния силиций. Те са необятно употребявани да вземем за пример в зарядните устройства за електрически коли и електронни устройства. Всеки от тези материали обаче има избрани дефекти, които понижават успеваемостта на устройствата.
По-конкретно, подвижността на електроните в канала на SiC-транзисторите е ниска, което лимитира тяхната успеваемост. А GaN се характеризира с явлението „ динамично противодействие в отворено положение “, когато това противодействие зависи от приложеното напрежение.
Хибридният транзистор HyFET разрешава да се употребяват най-хубавите качества на двата материала. В това устройство високоподвижните електрони в GaN транзистора управляват работата на мощния SiC транзистор. Това дава опция да се реализиран високи честоти на превключване (благодарение на GaN), като в същото време се резервира способността да се работи с напрежения от порядъка на 600 V (благодарение на SiC).
Според Дебдип Джена, професор в университета Корнел, „ работата има огромен капацитет и заслужава внимание “. Някои други специалисти в региона на силовата електроника обаче са по-резервирани, като означават, че хибридната технология доста усилва сложността и цената на производството, защото изисква комбинирането на два разнообразни процеса за произвеждане на полупроводници в границите на една фабрика.
Освен това с развиването на технологията GaN нейната продуктивност може да се усъвършенства толкоз доста, че сходни хибридни решения към този момент да не са нужни. Според Умеш Мишра, професор в Калифорнийския университет, множеството от преимуществата на HyFET могат да бъдат получени по по-евтин метод – просто посредством пакетиране на GaN и SiC транзистори в един пакет. Но при този метод има забележителен минус – тези техники за взаимно пакетиране показват паразитна индуктивност и не са толкоз ефикасни като новия HyFET транзистпр
Въпреки това основаването на първия в света хибриден транзистор HyFET сигурно е впечатляващо техническо достижение. Устройството към този момент показва явни преимущества пред своите аналози, а по-нататъшното рационализиране на технологията единствено ще усъвършенства характерностите на транзистора и ще го направи на практика използван в региона на силовата електроника. С течение на времето се чака технологията да поевтинее и да стартира нейното всеобщо потребление.
