PDF-Ausgabe herunterladen (36.7 MB) - elektronikJOURNAL

Weitere Magazine

Empfehlungen

Info

Bild: Fraunhofer IAF Leistungsbauteile und Powermodule ESD- und Überspannungs-Verhalten (Gate) mit. Zum anderen haben sie ein besseres Frequenzverhalten als Mosfets und IGBTs, so dass sich effizientere Designs mit einer niedrigen parasitären Kapazität und niedrigen Widerständen realisieren lassen. Resultat: keine unerwünschten Tran sienten. Ende des Jahres werden eGaN- FET-Anwender auch Teiber-ICs kaufen können. Drittens: Zuverlässigkeit. EPC und andere Hersteller GaN-basierter Leistungshalbleiter haben mehrere Zuverlässigkeits reports veröffentlicht, die unter http://epc-co.com/epc/Toolsand Design- Support/ProductTraining/eGaNtradeFETReliability.aspx nachzulesen sind. Diese Reports veranschaulichen, dass man eGaN-FETs sicher in vielen kommerziellen Applikationen einsetzen kann. Viertens: Kosteneffizienz. Kostenvergleiche zwischen Produkten, die auf unterschiedlichen Technologien basieren, können leicht in die Irre führen. Darüber hinaus spiegeln sich die Kosten nicht immer im reinen Produktpreis wider, wenn die Balance zwischen Angebot und Nachfrage nicht stimmig ist. Weil sich der Markt für GaN-basierte Leistungstransistoren noch ganz am Anfang der Entwicklung befindet, ist hier ein Kostenvergleich mit Silizium-basierten Leistungsmosfets angebracht. Die Produktionskosten bestehen aus folgenden Elementen: ■ Ausgangsmaterial Epitaxial-Wachstum ■ Wafer-Herstellung ■ Test und Fertigung ■ Wie wirkt sich das auf die Kosten aus? Weil eGaN-FETs auf Standard-Silizium-Wafern in einer Standard- CMOS-Foundry gefertigt werden, kann man sagen, dass die Kosten von Ausgangsmaterial, Wafer-Herstellung sowie Test und Fertigung gleich – wenn nicht sogar niedriger sind als die für Si-basierte Leistungsmosfets und IGBTs. Das Epitaxial-Wachstum ist das einzige Kostenelement, wo eGaN-FETs tatsächlich schlechter abschneiden. Allerdings bin ich auch hier der Ansicht, dass diese Hürde schnell fallen wird: Das Verfahren der Epitaxie von GaN auf Si-Substraten ist eine ausgereifte Technologie mit vielen Unternehmen, die das Ganze hoch-effizient machen und automatisierte Maschinen nutzen. MOCVD-GaN-Produktionsanlagen sind von zwei Quellen verfügbar: Die eine ist Veeco in den Staaten, die andere Aixtron in Deutschland. Beide stellen zuverlässige Maschinen für das Wachstum der GaN-Epitaxie her, hauptsächlich für den LED- Gebrauch. Keine der Maschinen sind für eine GaN-on-Si-Epitaxie optimiert oder haben den entsprechenden Automatisierungsgrad, der für Siliziummaschinen üblich ist. Das macht eine GaN-on-Si- Epitaxie sicherlich teurer als heutige Si-Epitaxien. Allerdings ist das nicht fundamental. Prozesszeiten und -temperaturen, Wafer- GaN auf dem Vormarsch: die Forschung, etwa das Fraunhofer IAF geht voran, Hersteller, wie EPC, folgen. Für das Material sprechen hohe Taktfrequenzen, niedrige Leitungsverluste und der Einsatz bei hohen Temperaturen. durchmesser, Materialkosten und Maschinenproduktivität befinden sich alle in Entwicklung, so dass die jetzigen Grenzen bald durchbrochen werden sollten. Innerhalb der nächsten paar Jahre, und bei einer entsprechenden Annahme von Galliumnitrid, denke ich, dass sich die Kosten anpassen werden. EPC und International Rectifier haben als eine der Ersten GaN- on- Si-basierende Leistungshalbleiter in den Markt eingeführt, die sich zum Beispiel für DC/DC-Wandler eignen. Wie lässt sich diese Vorreiterposition erklären? Kürzlich hat ein weiteres kalifornisches Unternehmen – Transphorm – angekündigt, dass es dieses Jahr GaN-basierende Leistungstransistoren auf den Markt bringen wird. Damit können Anwender aus drei Quellen schöpfen. Ich denke, dass führende Hersteller im Bereich Galliumnitrid vorwärtsstrebende Unternehmen mit einem stark technologisch geprägten Hintergrund sind. IR hat die Leistungsmosfet-Technologie entwickelt und damit den Bipolar transistor ersetzt. Somit hat das Unternehmen bereits Erfahrungen darin, eine Technologie durch eine andere zu ersetzen. Es ist nur natürlich, dass IR jetzt das gleich mit GaN machen will. Transphorm beschäftigt Mitarbeiter, die von IR gekommen sind, und Absolventen der University of California in Santa Barbara (UCSB). Die UCSB hat den Weg in der GaN-Technologie für LEDs und HF-Applikationen bereitet und daher einen exzellenten Hintergrund, um diese Technologie in der Leistungselektronik zu unterstützen. Ich bin mir ziemlich sicher, dass wir drei bald von anderen Playern unterstützt werden, wenn sich herausstellt, dass Galliumnitrid einen Ersatz für den sieben Milliarden schweren US- Leistungsmosfet-und-IGBT-Markt ist. In der Zwischenzeit haben wir uns überlegt, mit der in Südkalifornien ansässigen geballten GaN-Expertise, die Region in GaN-Beach umzubenennen. Leistungsbauteile und Powermodule Erneuerbare Energien sind beispielsweise ein Applikationsbereich für Wide-Bandgap-Halbleiter. Welchen Herausforderungen muss sich hier der Entwickler stellen? Die größten aufkommenden Powermanagement-Märkte im Bereich erneuerbare Energien sind Solar und Windkraft. Beide sind Zielmärkte für eGaN-FETs, allerdings kann unser gegenwärtiges Produktportfolio nur den Solarbereich abdecken. Solarwechselrichter für Massenmärkte entwickeln sich schnell von zentralisierten Umrichtern in Micro-Umrichter, wo jedes Solarpanel über einen eigenen intelligenten DC/AC-Wandler verfügt. Mit dem Trend nach kompakten Leichtgewichten kommt auch die Anforderung nach hoher Leistungsdichte und hoher Energieeffizienz. Das sind zwei Eigenschaften, mit denen eGaN-FETs im Vergleich zu Silizium-Leistungsmosfets glänzen. Ein ausgezeichnetes Leitvermögen und effizientes Schaltverhalten erhöht den Ertrag des Solarpanels. Hohe Taktfrequenzen machen außerdem kleinere und leichtere Micro-Umrichter möglich. Ein Einsatzfeld für GaN-basierte Leistungshalbleiter ist E-Mobilität... Der E-Mobility-Powermanagement-Markt wächst gerade sehr schnell aufgrund des riesigen Bedarfs an kabellosen Bandbreiten. Die Nachfrage nach Smartphones und Video-on-Demand und damit nach mehr Base-Stations mit 4G- und WiMax-Fähigkeiten, sowie nach Micro-, Pico- und Femto-Stationen, nimmt stetig zu. Diese Produkte benötigen viele HF-Komponenten und sind power-sensitiv. eGaN-FETs beseitigen beide Probleme, weil sie mit niedrigen Leitungsverlusten und hohen Taktfrequenzen punkten. infoDIREKT www.all-electronics.de 110ejl0211 28 <strong>elektronikJOURNAL</strong> 02/2011 www.elektronikjournal.com
New! IGBT reference book Order now under www.infineon.com/igbt-book Best-in-class power density and reliability for highest performance Infineon‘s PrimePACK high power module family presents a new member with best in class power density. The 1400A/1700V half bridge module offers a specially optimized concept for integration in wind turbine converter and solar applications. The most important benefits are improved thermal properties, low stray inductance and longest lifetime. With the introduction of the PrimePACK housing, Infineon established a standard for high power IGBT modules world- wide. Under permanent load in daily demanding use of renewable energy applications in rough environment with high humidity and salt content in the air the PrimePACK modules convince with their high reliability and robustness. Key features: � Highest power density � Low stray inductance � Extended lifetime � Creepage and clearance distances made for 3.3kV modules � Complete portfolio with chopper and half bridge modules � RoHS compliant [ www.infi neon.com/highpower ]
Seite 1: www.elektronikjournal.com Das Theme
Seite 4 und 5: Inhalt Mai 2011 Coverstory 12 Märk
Seite 6 und 7: Märkte und Technologien Der Weg is
Seite 8: Märkte und Technologien Exportwelt
Seite 11 und 12: sind mehr als 140 Millionen dieser
Seite 13 und 14: Anforderungen zu realisieren. Zusä
Seite 15 und 16: Elektronikring 1, 26452 Sande Telef
Seite 17 und 18: Auf einen Blick Schritt für Schrit
Seite 19 und 20: Infokasten Teilnehmer Klaus Beilenh
Seite 21 und 22: 88dB SFDR bei 100MHz Mit einer Eing
Seite 23 und 24: Nachdem die Leistungselektronik heu
Seite 25 und 26: SPS | iQ Platform | MMI | Frequenzu
Seite 27: Bild: Effi cient Power Conversion W
Seite 31 und 32: Let the sun shine Power-Module für
Seite 33 und 34: SPTA Federleicht © PHOENIX CONTACT
Seite 35 und 36: Am Rande des hauseigenen World Pres
Seite 37 und 38: Die Anwendungsgebiete von DC/DC-Wan
Seite 39 und 40: Programmierbare Labornetzgeräte Se
Seite 41 und 42: Schaltreglern der 78er-Klasse. Ursp
Seite 43 und 44: Bilder: Linear Technology Doppelt h
Seite 45 und 46: Spezifikation für niedrige Betrieb
Seite 47 und 48: www.elektronikjournal.com Auf einen
Seite 49 und 50: ne werden so ein vorbestimmtes Heru
Seite 51 und 52: Bilder: Texas Instruments tatsächl
Seite 53 und 54: Bild 5: Wärmebild der Multicore-AS
Seite 55 und 56: Bild: IDT Auf einen Blick Energiesp
Seite 57 und 58: Bild 1: Die MTU1-Produktreihe verbe
Seite 59 und 60: gesenkter Brummstrom und eine um da
Seite 61 und 62: Hochwertige weichmagnetische Legier
Seite 63 und 64: www.artpool.de / A10456 Messe-Highl
Seite 65 und 66: Die stetig wachsende Nachfrage nach
Seite 67 und 68: Bilder: Epson So klein, so groß Os
Seite 69 und 70: Kondensatoren Variantenreich Kemet
Seite 71 und 72: Stern-Dreieck-Schaltung Während de
Seite 73 und 74: Windows ist ein eingetragenes Waren
Seite 75 und 76: Bilder: Vacon Intelligent kombinier
Seite 77 und 78: Auf einen Blick Antriebstechnik E -
Seite 79 und 80:
ohne leitende Verbindung zum Fahrze
Seite 81 und 82:
Embedded Mikrocontroller Für klein
Seite 83 und 84:
© Andrejs Pidjass/Fotolia.com Wenn
Alle anzeigen

PDF-Ausgabe herunterladen (36.7 MB) - elektronikJOURNAL

Sie wollen auch ein ePaper? Erhöhen Sie die Reichweite Ihrer Titel.

Template löschen?

Als Template speichern?