超高壓晶體管問世 旨在提升電動車的續航能力和效率

美國佈法羅大學科研團隊開發瞭一種新形式的功率MOSFET晶體管,這類晶體管能夠用最小的厚度處理難以相信的高電壓,可能會提高電動汽車電力電子元件效率。金屬氧化物半導體場效應晶體管,也就是我們常說的MOSFET,是各種花費類電子產品中極為常見的元件,特別是汽車電子范疇。

功率MOSFET是一種特地為處理大功率負載而設計的開關。每一年約莫有500億個這樣的開關出貨。實際上,它們是三腳、扁平的電子元件,可作為電壓控制開關。當在柵極引腳上施加足夠的(每每是相當小的)電壓時,就會在其他兩個引腳之間建立銜接,完成一個電路。它們能夠十分快速地開啟和封閉大功率電子器件,是電動汽車不可或缺的一部分。

通過創立基於氧化鎵的MOSFET,佈法羅大學的團隊宣稱,他們已經研究出瞭怎樣運用薄如紙的晶體管來處理極高的電壓。當用一層常見的環氧樹脂聚合物SU-8 \”鈍化 \”後,這類基於氧化鎵的晶體管在實行室測試中可以處理超過8000伏的電壓,而後才會出現毛病,研究人員稱這一數字明顯高於用碳化矽或氮化鎵制成的相似晶體管。

實行之中,氧化鎵的帶隙數字為4.8電子伏特,使人印象深入。帶隙是權衡一個電子進入導電狀態所需的能量,帶隙越寬,效果越好。矽是電力電子器件中最常見的材料,其帶隙為1.1電子伏特。碳化矽和氮化鎵的帶隙分別為3.4和3.3電子伏特。因而,氧化鎵的4.8電子伏特帶隙使其處於搶先地位。

通過開發一種可以以極小的厚度處理極高電壓的MOSFET,佈法羅團隊但願其工作可以為電動車范疇、機車、飛機、微電網技術以及潛在的固態變壓器等更小、更高效的電力電子器件做出奉獻。

发表评论