Bidirektionaler 1200-V-GaN-Schalter
Die Effizienz von elektrischen Antrieben erhöhen
Forschende des Fraunhofer IAF haben einen für die Spannungsklasse von 1200 V geeigneten GaN-MBDS mit integrierten Freilauf-Dioden entwickelt und in die eigene GaN-Technologie integriert. Für die Herstellung nutzten die Forschenden die neue GaN-on-Insulator-Technologie des Fraunhofer IAF: Hochisolierendes Material wie Siliziumcarbid (SiC) und Saphir wird als Trägersubstrat des GaN-Leistungshalbleiters genutzt, um die Isolation zwischen den Bauelementen zu verbessern und die Durchbruchspannung zu erhöhen.
Der MBDS sperrt Spannung und leitet Strom in zwei Richtungen, was sowohl Chipfläche spart als auch Leitverluste reduziert, da es nur eine geteilte Verarmungszone gibt. Zum Einsatz kommen kann der GaN-MBDS in netzgeführten Gleich- und Wechselrichtern für die Energieerzeugung und -speicherung sowie in elektrischen Antriebsystemen. In diesen Anwendungen ermöglicht er die Entwicklung von Systemen im Hochvoltbereich der 1200-V-Klasse.
Entwickler arbeiten intensiv an Elektrofahrzeugen dieser Spannungsklasse, da steigende Sperrspannungen deutliche Vorteile in der Alltagstauglichkeit mit sich bringen. Aktuell dominieren E-Autos mit 400 V den Markt, die 800-V-Technik gewinnt zunehmend Anteile. Der Sprung auf 1200 V wirkt sich positiv auf die Langstreckentauglichkeit von E-Autos und den Nutzwert elektrischer Lastkraftwagen aus.
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