Μια ερευνητική ομάδα του Πανεπιστημίου του Buffalo προτείνει ένα νέο τρανζίστορ ισχύος MOSFET, το οποίο μπορεί να χειριστεί απίστευτα υψηλές τάσεις με ελάχιστο πάχος, ενισχύοντας έτσι την απόδοση στα ηλεκτρονικά ισχύος των ηλεκτρικών οχημάτων.
Το τρανζίστορ πεδίου ημιαγωγού μεταλλικού οξειδίου ή MOSFET, είναι ένα εξαιρετικά ευρέως χρησιμοποιούμενο στοιχείο σε όλα τα είδη ηλεκτρονικών ειδών ευρείας κατανάλωσης και ιδιαίτερα στα ηλεκτρονικά των οχημάτων.
Τα MOSFET ισχύος είναι ένας τύπος διακόπτη ειδικά σχεδιασμένος για τη διαχείριση μεγάλων φορτίων ισχύος. Περίπου 50 δισεκατομμύρια από αυτά τα εξαρτήματα πωλούνται ετησίως, και αυτό δίνει μια ιδέα της κλίμακας της χρήσης τους.
Ουσιαστικά, είναι ηλεκτρονικά εξαρτήματα που διαθέτουν τρεις ακροδέκτες και λειτουργούν ως διακόπτες που ελέγχονται με βάση την τάση. Όταν μια επαρκής (συνήθως αρκετά μικρή) τάση εφαρμόζεται στον ακροδέκτη της πύλης, δημιουργείται μια σύνδεση μεταξύ των άλλων δύο ακροδεκτών, ολοκληρώνοντας ένα κύκλωμα. Τα εξαρτήματα αυτά μπορούν να ενεργοποιήσουν και να απενεργοποιήσουν τα ηλεκτρονικά υψηλής ισχύος πολύ γρήγορα και αποτελούν αναπόσπαστο μέρος των ηλεκτρικών οχημάτων.
Δημιουργώντας MOSFET με βάση το οξείδιο του γαλλίου, η ερευνητική ομάδα του πανεπιστημίου του Buffalo ισχυρίζεται ότι έχει καταφέρει να χειρίζεται εξαιρετικά υψηλές τάσεις χρησιμοποιώντας τρανζίστορ λεπτό σαν χαρτί. Το τρανζίστορ με βάση το οξείδιο του γαλλίου ήταν σε θέση να χειριστεί πάνω από 8.000 volt σε εργαστηριακές δοκιμές πριν καταρρεύσει. Η τάση αυτή, σύμφωνα με τους ερευνητές είναι σημαντικά υψηλότερη από όμοιο σχεδιασμένα τρανζίστορ κατασκευασμένα από καρβίδιο του πυριτίου ή νιτρίδιο του γαλλίου.
Με την ανάπτυξη ενός MOSFET που μπορεί να χειριστεί εξαιρετικά υψηλές τάσεις έχοντας μικρό πάχος, η ερευνητική ομάδα του πανεπιστημίου του Buffalo ελπίζει ότι η δουλειά της μπορεί να συμβάλει σε μικρότερα ως προς τις διαστάσεις, πιο αποδοτικά ηλεκτρονικά ισχύος στον κόσμο των ηλεκτρικών οχημάτων, καθώς και όπου αλλού χρησιμοποιούνται ηλεκτρονικά ισχύος αυτού του τύπου.
«Για να προωθήσουμε πραγματικά αυτές τις τεχνολογίες στο μέλλον, χρειαζόμαστε ηλεκτρονικά εξαρτήματα επόμενης γενιάς που μπορούν να χειριστούν μεγαλύτερα φορτία ισχύος χωρίς να αυξήσουν το μέγεθος των ηλεκτρονικών συστημάτων ισχύος», λέει ο επικεφαλής συγγραφέας της μελέτης, ο κ. Uttam Singisetti. Αυτά τα συστήματα υψηλής απόδοσης θα μπορούσαν τελικά να βοηθήσουν στην αύξηση της αυτονομίας των ηλεκτρικών οχημάτων.
Αυτήν την στιγμή συνεχίζονται οι απαιτούμενες εργαστηριακές μετρήσεις. Τη μελέτη μπορείτε να την δείτε στη διεύθυνση IEEE Electron Device Letters.
Πηγή: University at Buffalo
