스위스 EPFL(École Polytechnique Fédérale de Lausanne) 연구원들은 일반적으로 600~650V에서 작동하는 현재 상용 GaN 전력 장치의 5배 이상인 항복 전압이 4,000V에 달하는 새로운 질화갈륨(GaN) 트랜지스터를 개발했습니다. 또한 이 장치는 낮은 온저항을-유지합니다. 이번 연구결과는 최신호에 게재됐다.자연 전자.
높은-전압 한계를 극복하기 위해 팀은 '고유 분극 초접합'이라는 새로운 GaN 트랜지스터를 개발했습니다. 이 장치는 저렴한-실리콘 기판 위에 여러 층의 GaN 소재로 제작되었습니다. GaN의 고유한 분극 특성을 활용하여 양전하 층이 전자 층 옆에 자연스럽게 형성됩니다. 연구진은 물질층의 두께를 조정함으로써 양전하와 음전하 사이의 균형을 달성했습니다. 결과적으로, 트랜지스터가 꺼지면 전압이 단일 지점에 집중되지 않고 장치 전체에 더 고르게 분산됩니다. - 국지적인 높은 전기장으로 인한 고장 위험을 크게 줄입니다.
테스트 결과에 따르면 새로운 트랜지스터는 낮은 온 저항을 유지하면서 거의 4,000V를 견딜 수 있어 전력 변환 중 에너지 손실과 열 발생을 줄이는 데 도움이 됩니다. 또한 이 장치는 전하를 제어하기 위해 전통적인 화학적 도핑을 필요로 하지 않으며, 이러한 설계는 고온-온도 및 높은-전기적-스트레스 조건에서 안정성을 향상시킬 것으로 예상됩니다.
이 획기적인 기술은 AI 데이터 센터, 재생 에너지 시스템, 전기 자동차를 포함한 고전압 전력 전자 분야에 중요한 응용 분야가 될 것으로 예상됩니다.{0}}