Wissenschaftler haben ultradünne MOSFETs entwickelt - Transistoren, die einer Spannung von 8 kV standhalten

Ein Forschungsteam der University of Buffalo hat eine völlig neue Form des Leistungs-MOSFET entwickelt - einen Transistor, der enorme Spannungen mit absolut minimaler Dicke verarbeiten kann. Lassen Sie uns diese Entdeckung genauer kennenlernen.

Was sind MOSFETs - Transistoren?

Metalloxid-Halbleiter-Feldeffekttransistoren, die als MOSFETs bekannt sind, sind sehr gemeinsame Komponenten in fast allen Arten von Elektronik (besonders häufig in elektrische Autos). Sie wurden speziell zum Aus- und Einschalten einer starken Last entwickelt.

Tatsächlich sind solche Transistoren dreipolige flache elektronische Schalter, die spannungsgesteuert sind. Wenn also die erforderliche Spannung an den Gate-Anschluss angelegt wird (dessen Wert normalerweise klein ist), bildet er eine Kette zwischen den beiden anderen Anschlüssen.

So entsteht die Kette. Darüber hinaus kann das Ein- und Ausschalten einen Sekundenbruchteil dauern.

Was ist die Besonderheit des neuen MOSFET - Transistors?

Ein in Buffalo ansässiges Ingenieurteam hat durch zahlreiche Experimente einen Galliumoxidtransistor hergestellt. Gleichzeitig stellte sich heraus, dass der neue Transistor dünn wie ein Blatt Papier war und gleichzeitig sehr hohen Spannungen standhalten konnte.

Gleichzeitig "Passivierung" mit einer Schicht durchgeführt SU-8 Ein gewöhnliches Polymer auf der Basis eines gewöhnlichen Harzes, ein Galliumoxidtransistor, hielt einer Spannung von mehr als 8.000 Volt stand. Ein weiterer Spannungsanstieg führte zu dessen Ausfall.

In diesem Fall ist die Widerstandsspannung signifikant höher als die Spannung von Transistoren auf der Basis von Siliciumcarbid oder Galliumnitrid.

Dieser Spannungsanstieg wurde möglich, weil das im neuen Transistor verwendete Galliumoxid eine Bandlücke von 4,8 Elektronenvolt aufweist.

Zum Vergleich hat Silizium (das häufigste Material in der Leistungselektronik) diese Zahl von 1,1 Elektronenvolt, Siliziumkarbid 3,4 Elektronenvolt und Galliumnitrid 3,3 Elektronenvolt.

Was sind die Aussichten für Erfindungen

Verwendung eines MOSFET - ein Transistor mit minimaler Dicke, der Hochspannung standhalten kann der Anstoß für die Schaffung einer viel kompakteren und noch effizienteren Leistungselektronik in absolut allen zu werden Bereiche.

Natürlich ist der neue Transistor noch weit von einer vollwertigen kommerziellen Verwendung entfernt und wird vielen neuen Labortests unterzogen, aber die Tatsache, dass ein funktionierender Prototyp vorhanden ist, gibt Hoffnung.

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