Galliumnitrid

Bausteine zur Leistungsumwandlung bestehen seit Jahrzehnten aus Silizium. Bisher wurde, vor allem aus Power-MOSFETS, immer mehr Leistung herausgeholt. Doch die weitere Steigerung des Wirkungsgrads von Silizium ist nur noch mit hohem wirtschaftlichem Aufwand möglich. Die Transistorverlustleistung lässt sich nur noch mit anderen Materialien senken. Am Start ist Galliumnitrid (GaN), welches in LEDs Anwendung findet. Es soll seinen Einsatz in der Leistungselektronik als Ersatz für Silizium finden.

Das neue Material wird in GaN-HEMTs (Galliumnitrid-High-Electron-Mobility-Transistor) verwendet. Sie sind, was Schaltleistung und Bandbreite angeht, deutlich besser. Zwar kennt man GaN-HEMTs schon länger, doch erst seit die Silizium-Technik ausgereizt ist, wurde in Forschung und Umsetzung investiert.

GaN-Transistoren haben zwar eine relativ geringe Durchschlagsfestigkeit, einen verhältnismäßig hohen Frequenzgang und nur einen um 3 % besseren Wirkungsgrad als Silizium-Transistoren. Doch steht man bei deren Entwicklung erst an Anfang. Man kann also davon ausgehen, dass sich hier in Zukunft noch einiges tut.

Das beste an GaN-Transistoren ist ihre Ähnlichkeit zu Leistungs-MOSFETs. So müssen Entwickler nicht umdenken. Außerdem ist die Schwellenspannung weitgehend unabhängig von der Temperatur, was die Entwicklung von Schaltungen erheblich vereinfacht.

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