Metrika

  • citati u SCIndeksu: 0
  • citati u CrossRef-u:0
  • citati u Google Scholaru:[]
  • posete u poslednjih 30 dana:14
  • preuzimanja u poslednjih 30 dana:10

Sadržaj

članak: 1 od 1  
Uporedna analiza prekidačkih gubitaka energije u galijum-nitridnom HEMT i silicijumskom MOSFET tranzistoru
Univerzitet u Beogradu, Elektrotehnički institut 'Nikola Tesla'

e-adresajovan.mrvic@ieent.org, vladimir.vukic@ieent.org
Projekat:
Rad je nastao u okviru aktivnosti predviđenih Ugovorom o realizaciji i finansiranju naučnoistraživačkog rada NIO u 2020. godini, koji su zaključili Ministarstvo prosvete, nauke i tehnološkog razvoja Republike Srbije i Elektrotehnički institut "Nikola Tesla" a.d, Univerzitet u Beogradu.

Ključne reči: galijum-nitrid (GaN); silicijum (Si); kaskodni tranzistor; HEMT; superjunction MOSFET; SPICE simulacija; gubici energije
Sažetak
Predmet ovog rada je međusobno poređenje prekidačkih gubitaka energije u kaskodnom galijum-nitridnom HEMT i silicijumskom "superjunction" MOSFET tranzistoru, u oba slučaja projektovanih za maksimalni radni napon od 650 V. Za analizu prekidačkih karakteristika tranzistora upotrebljen je metod ispitivanja dvostrukim impulsom, korišćenjem detaljnih SPICE simulacionih modela. Podaci o tranzijentnim procesima uključenja i isključenja generisani su, korišćenjem simulacionog paketa LTspice, u širokom opsegu struja drejna, sa dve različite vrednosti otpornosti gejta ispitivanih tranzistora. Dobijeni rezultati ukazuju na superiorne prekidačke karakteristike galijum-nitridnih naprava u odnosu na silicijumske komponente, naročito prilikom rada tranzistora sa velikim strujama drejna. Tokom jednog ciklusa uključivanja i isključivanja tranzistora, simulirani su ukupni gubici energije u GaN HEMT, za struju drejna od 30 A, pet do osam puta manji nego u Si MOSFET tranzistoru.
Reference
*** (2013) STW57N65M5_V2 PSpice model. STMicroelectronics, april, https://www.st.com/content/st_com/en/products/power-transistors/powermosfets/stpower-n-channel-mosfets-gt-350-v-to-700-v/mdmesh-m5series/stw57n65m5.html#cad-resources
*** (2018) LTspice Version XVII(x64)', simulacioni program. Analog Devices Corp, 18. jul
*** (2018) 'Python' ver. 3.7.0, simulacioni program. Python Software Foundation, 27. jun
*** (2019) 'MATLAB' ver. R2019a, simulacioni program. MathWorks Corp
*** (2013) 'STW57N65M5', DocID024050 Rev 2, katalog proizvođača. STMicroelectronics
*** (2017) 'TP65H035WS - 650 V GaN FET in to-247', katalog proizvođača. Transphorm Inc
Baliga, B.J. (2008) Fundamentals of power semiconductor devices. New York, NY: Springer Science, ISBN 978-0-387-47313-0
Jones, E.A., Wang, F., Costinett, D. (2016) Review of commercial GaN power devices and GaN-based converter design challenges. IEEE Journal of Emerging and Selected Topics in Power Electronics, vol. 4, pp. 707-719
Kapels, H., Schmitt, M., Kirchner, U., Aloise, G., Bjoerk, F. (2008) New 900 V voltage class for junction devices: A new horizon for SMPS and renewable energy applications. u: PCIM Europe 2008 (Nirnberg, Nemačka, maj 2008)
Lee, F., Li, Q., Huang, X., Liu, Z. (2017) Switching characteristics of gallium nitride transistors: System level issues. u: Meneghini M., Menegheso G., Zanoni E. [ur.] Power GaN devices, Switzerland: Springer International Publishing AG, 345-375
Mrvić, J. (2020) Prekidačke karakteristike savremenih galijum-nitridnih HEMT i silicijumskih MOSFET energetskih poluprovodničkih prekidača. Novi Sad: Univerzitet u Novom Sadu - Fakultet tehničkih nauka, seminarski rad iz predmeta 'Savremena rešenja energetskih poluprovodničkih prekidača'
Nikoo, M.S., Jafari, A., Perera, N., Matioli, E. (2020) New insights on output capacitance losses in wide-band-gap transistors. IEEE Transactions on Power Electronics, 35(7), 6663-6667
Palmer, P., Zhang, X., Shelton, E., Zhang, T., Zhang, J. (2017) An experimental comparison of GaN, SiC and Si switching power devices. u: IECON 2017, 43rd Annnual Conference of the IEEE Industrial Electronics Society (Peking, Kina, 29. oktobar - 1. novembar 2017), 780-785
Palmer, P., Zhang, T., Long, T., Schillaber, L., Shelton, E. (2019) Consideration for controlled switching of the power GaN HEMT. u: ISIE 2019, 28 th International Symposium on Industrial Electronics (Vankuver, Kanada, 12. -14. juna 2017), 775-779
Parikh, P. (2017) Cascode gallium nitride HEMT on silicon: structure, performance, manufacturing, and reliability. u: Meneghini M., Menegheso G., Zanoni E. [ur.] Power GaN devices, Switzerland: Springer International Publishing AG, 237-254
Qi, F. (2018) TP65H035 model Rev. 0.1. Transphorm, januar, www.transphormusa.com/en/product/tp65h035ws
Vukić, Đ.V., Mrvić, J., Katić, V.A. (2019) Comparison of the switching energy losses in cascode and enhancement-mode GaN HEMTs. u: Ee2019, 20th International Symposium on Power Electronics (Novi Sad, Srbija, 23. - 26. oktobar 2019), paper ID: P1.5-1_03626, str. 1-5, ISBN 978-86-6022-219-2
Vukić, Đ.V., Mrvić, J., Katić, V.A. (2019) High-order harmonics of the AC/DC converter, generated during the intermittent and continuous operation of GaN-HEMT power switches. u: PCIM Europe 2019 (Nirnberg, Nemačka, 7. -9. maj 2019), 1945 -1952, ISBN 978-3-8007-4938-6
Wintrich, A., Nicolai, U., Tursky, W., Reimann, T. (2015) Application manual: Power semiconductors. Ilmenau, Germany: ISLE Verlag, ISBN 978-3-938843-83-3
 

O članku

jezik rada: srpski
vrsta rada: stručni članak
DOI: 10.5937/zeint30-29318
primljen: 09.11.2020.
prihvaćen: 22.12.2020.
objavljen u SCIndeksu: 31.12.2020.
metod recenzije: jednostruko anoniman
Creative Commons License 4.0

Povezani članci

Nema povezanih članaka