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余跃

2019-01-16 | 前沿

新方法能准确快速简便地发现功率晶体管缺陷

【据德国埃尔朗根-纽伦堡大学网站2019年1月10日报道】

晶体管几乎是所有电子开关不可缺少的组成部分。在电力电子领域,晶体管被用来开关大电流。但是组件发热和能量损失成为了最大的挑战,解决这个问题的一个方法是使用节能型晶体管,这可能会大大节省成本。

德国弗里德里希-亚历山大-埃尔朗根-纽伦堡大学(FAU)的研究人员开发了一种简单而准确的方法来发现最新一代碳化硅晶体管的缺陷。SiC器件能承受高电压,即使在高温下也能工作,化学稳定性好,并且能够在高开关频率下工作,这使得它的能源效率更高。由碳化硅制成的电力电子开关,称为场效应晶体管即MOSFET。它的工作原理是在碳化硅和沉积或生长在其上的一层非常薄的氧化硅之间的界面上工作。但是在制造过程中,界面上产生了不希望出现的缺陷,这些缺陷会捕获载流子并减少设备中的电流。

FAU 应用物理系的研究人员们发现界面缺陷总是遵循相同的模式,他们将这种模式转化为数学公式,在计算中考虑界面缺陷。研究人员专门设计了这种晶体管,并采用这种晶体管进行的实验,证明了这种方法高度精准。观察场效应晶体管的内核,将改善并缩短创新周期。

相关研究论文《 An adapted method for analyzing 4H silicon carbide metal-oxide-semiconductor field-effect transistors》已发表在Communications Physics上。

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