Dynamische Charakterisierung von gehäusten Bauelementen und grundlegenden Untersuchungen zur Zuverlässigkeit

(Drittmittelfinanzierte Gruppenförderung – Teilprojekt)

Titel des Gesamtprojektes: Zukünftige, effiziente Energiewandlung mit GaN-basierter Leistungselektronik der nächsten Generation
Projektleitung: Lothar Frey
Projektbeteiligte: Thomas Heckel
Projektstart: 1. April 2014
Projektende: 31. März 2017
Akronym: ZuGaNG
Mittelgeber: BMBF / Verbundprojekt
URL:

Abstract

In diesem Projekt werden sowohl grundlegende Untersuchungen zur Zuverlässigkeit als auch Charakterisierungen dynamischer Schalteigenschaften von GaN-Bauelementen durchgeführt. Dabei werden Defekte im Halbleitermaterial mit dem elektrischen Verhalten der Bauelemente korreliert, um die Zuverlässigkeit zu verbessern. Dies wird auch durch die Herstellung und Erprobung spezieller GaN-Teststrukturen im µm-Maßstab ermöglicht, um neue Charakterisierungsmethoden zu entwickeln. Weiterhin erfolgt eine Charakterisierung des dynamischen Schaltverhaltens von GaN-Transistoren. Dies schließt die Erfassung der Gateladung und des dynamischen Einschaltwiderstands ein. Um die Nachteile von konventionellen normally-on GaN-Transistoren zu umgehen, werden auch hybride normally-off Kaskoden und geeignete Ansteuerschaltungen untersucht.

Publikationen

Heckel T., Rettner C., März M.:
Fundamental Efficiency Limits in Power Electronic Systems
2015 IEEE International Telecommunications Energy Conference, INTELEC 2015
DOI: 10.1109/INTLEC.2015.7572399
Eckardt B., Heckel T.:
High Power Density Automotive Converters using SiC or GaN Power Devices
Automotive Power Electronics International Conference (APE)
URL: http://www.sia.fr/publications/157-high-power-density-automotive-converters-using-sic-or-gan-power-devices
Heckel T., Frey L.:
A Novel Charge Based SPICE Model for Nonlinear Device Capacitances
3rd IEEE Workshop on Wide Bandgap Power Devices and Applications, WiPDA 2015
DOI: 10.1109/WiPDA.2015.7369263
Endruschat A., Heckel T., Reiner R., Waltereit P., Quay R., Ambacher O., März M., Eckardt B., Frey L.:
Slew rate control of a 600 V 55 mΩ GaN cascode
4th IEEE Workshop on Wide Bandgap Power Devices and Applications, WiPDA 2016 (Fayetteville, AR, 7. November 2016 - 9. November 2016)
DOI: 10.1109/WiPDA.2016.7799963