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Trend Guide Leistungselektronik 2020 www markttechnik de 5 Fokus STMicroelectronics und die Wide-Bandgap-Technologien Wachstum mit SiC und GaN STMicroelectronics baut sein Angebot an Wide-Bandgap-Produkten aus So stellt ST aktuell seine GaN-Plattform mit integriertem Treiber vor und wird im nächsten Jahr die dritte Generation seiner SiC-MOSFETs auf den Markt bringen die im Automotiveund Industriebereich einsetzbar sein werden In der Leistungselektronik hat sich Silizium in den letzten vier Jahrzehnten zur Mainstream-Technologie entwickelt heute sind Leistungstransistoren und Dioden aus Silizium so weit verbreitet und allgegenwärtig dass Geräte die auf diesem Material basieren eng mit unserem täglichen Leben verflochten sind Dank dieser Übernahme konnte Silizium in den Genuss kontinuierlicher Technologieund Prozessverbesserungen kommen unterstützt durch innovative Gehäuseund Verbindungstechnologien die das Wärmemanagement verbessert und parasitäre Effekte reduziert haben was höhere Betriebsfrequenzen ermöglicht Weitere Technologie-Iterationen können nun nur noch schrittweise erfolgen Als einer der Hauptlieferanten von Stromversorgungslösungen von Hochspannungs-Super-Junction-MOSFETs über IGBTs bis hin zu Niederspannungsprodukten hat STMicroelectronics verstärkte Anstrengungen unternommen um sein Angebot mit Materialien mit großer Bandlücke WBG wie Siliziumkarbid SiC und Galliumnitrid GaN zu ergänzen Beide Technologien verdanken ihren Reiz ihrem Potenzial für den Betrieb bei höheren Spannungen ohne Beeinträchtigung der Leistung im eingeschalteten Zustand Sie können zudem weit höhere Temperaturen sicher handhaben und bei höheren Frequenzen arbeiten Ihre physikalischen und elektrischen Eigenschaften ermöglichen ein unübertroffenes Niveau an Miniaturisierung Zuverlässigkeit und Leistungsdichte alles notwendige Merkmale für anspruchsvolle Anwendungen wie etwa Umrichter und Ladegeräte für Elektrofahrzeuge EV Umrichter und Ladegeräte für Rechenzentren und Industrieantriebe um nur einige zu nennen SiC-MOSFETs und GaN-HEMTs Transistoren mit hoher Elektronenbeweglichkeit sind weitgehend komplementär da jeder von ihnen unterschiedliche und benachbarte Anwendungen abdeckt EVs profitieren von der hochvolumigen Einführung beider wobei SiC-MOSFETs bei 650 Vund 1200 Vangeboten werden und sich daher besonders gut für Traktionsumrichter DC-DC-Wandler und Onboard-Ladegeräte OBC eignen Da sich GaN bei Spannungen von 650 Vbis hinunter zu 100 Vbetreiben lässt könnte es aufgrund seiner Einsetzbarkeit bei höheren Frequenzen letztendlich auch eine wertvolle Technologie für die beiden letztgenannten Anwendungen sein da es fortschreitend ausgereifter und kostengünstiger sein wird GaN erweist sich auch als gut geeignet Von Filippo Di Giovanni Strategic Marketing Innovation and Key Programs Manager bei STMicroelectronics Bild 1 Vergleich von SiC-MOSFETs mit Silizium-IGBTs in 210-kW-Traktionsumrichter Bilder STMicroelectronics