Люди любят своих электромобилей. Но не столько громоздких батарей и систем питания, которые занимают драгоценные грузовое пространство.
Помощь может быть на пути Из на основе оксида галлия транзистор в стадии разработки в университете в Буффало.
В исследовании, опубликованном в июньском выпуске устройства IEEE электронного письма, электротехника опишите, как крошечный электронный переключатель может работать с более чем 8000 вольт, впечатляющий подвиг, учитывая, что он примерно так же тонкий, как лист бумаги.
Транзистор может привести к меньшим и более эффективных электронных систем управления и преобразования электрической энергии — область исследований, известная как силовая электроника — электрические автомобили, паровозы и самолеты. В свою очередь, это может помочь улучшить насколько эти транспортные средства могут путешествовать.
«Чтобы действительно подтолкнуть этих технологий в будущем, нам нужно следующее поколение электронных компонентов, которые могут работать больше силовых нагрузок без увеличения размеров силовой электроники систем», — говорит ведущий автор исследования, полное отсутствие Singisetti, который добавляет, что транзистор может также извлечь выгоду микрогрид технологий и твердотельных трансформаторов.
Singisetti, кандидат юридических наук, доцент электротехники в школе УБ инженерных и прикладных наук, а студенты в его лаборатории было изучение потенциала оксида галлия, включая предыдущую работу, исследуя транзисторы, сделанные из материала.
Пожалуй, главный повод исследователи изучают потенциал галлия оксид для силовой электроники-свойство, известное как «опора».
Меры запрещенной зоны, сколько энергии требуется, чтобы встряхнуть электрона в проводящем состоянии. Системы широкозонных материалов может быть тоньше, легче и обрабатывать больше энергии, чем системы, выполненные из материалов с более низкой bandgaps.
Запрещенной зоны оксидов галлия составляет около 4,8 вольт, который помещает его среди элитной группы материалов имеет запрещенной зоны сверхшироким.
Ширина запрещенной зоны этих материалов превышает кремния (1.1 электрон-вольт), самый распространенный материал в области силовой электроники, а также возможной замены кремния, в том числе карбид кремния (около 3,4 вольт) и нитрида галлия (около 3,3 вольт).
Ключевым новшеством в новом транзисторе вращается вокруг пассивации, который является химический процесс, который подразумевает нанесение на прибор, чтобы снизить химическую активность поверхности. Для этого Singisetti добавил слой СУ-8, на основе эпоксидной смолы полимер широко используется в микроэлектронике.
Результаты были впечатляющими.
Тесты, проведенные несколько недель назад COVID-19 пандемии временно закрыты лаборатории Singisetti в марте показывают, транзистор может обрабатывать 8,032 вольт до разрушения, которое более точно разработаны транзисторы из карбида кремния или нитрида галлия, которые находятся в стадии разработки.
«Чем выше пробивное напряжение, тем больше мощность устройства может справиться», — говорит Singisetti. «Пассивации слой представляет собой простой, эффективный и экономичный способ повысить производительность оксидом галлия транзисторов.»
Расчеты показывают, транзистор имеет прочность более 10 миллионов вольт (или 10 мегавольт) на сантиметр. Напряженность поля измеряют интенсивность электромагнитной волны в данном месте, и он в конечном итоге определяет размеры и вес систем силовой электроники.
«Эти имитации напряженности поля впечатляют. Однако они должны быть проверены путем прямых экспериментальных измерений,» Singisetti говорит.
сделать разницу: спонсорские возможности
Ответить
Хотите присоединиться к обсуждению?Не стесняйтесь вносить свой вклад!