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Energiesparende MOSFETs und IGBTS

Moderne Technologien für effiziente Halbleiter

11. Dezember 2014, 10:32 Uhr | von Florian Freund und Philip Lolies

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Fortsetzung des Artikels von Teil 3

Dioden mit wenig Leckstrom

Im Bereich der Niederspannungsdioden bietet der Hersteller zusätzlich eine Neuheit, welche die üblichen Nachteile von Schottky-Dioden minimiert und die Vorteile beibehält. Die hier verwendete Trenchtechnik ermöglicht ähnlich niedrige Vorwärts-Flussspannungen wie traditionelle Schottkydioden, weist aber durch den speziellen Aufbau einen wesentlich geringeren Leckstrom auf.

Mit den FERD-Bauteilen (Field Effect Rectifier Diode) mit Nenn-Sperrspannungen von 30 V bis 100 V zielt der Hersteller auf Anwendungen, die bisher mit klassischen Schottky- bzw. Ultrafast-Dioden arbeiten. Bei diesen klassischen Schottkydioden ist die Vorwärtsspannung zwar sehr niedrig, der Leckstrom steigt jedoch mit der Temperatur stark an. Weil in den neuen FERD-Dioden statt einer planaren Schottky-Sperrschicht eine Trench-Technologie zum Einsatz kommt, liegt der Leckstrom hier deutlich niedriger. Gleichzeitig kommt der Wert für die Vorwärtsspannung zwar nicht ganz an den einer
Schottky-Diode heran, liegt jedoch deutlich unter dem einer Ultrafast-Diode. Erreichen ließ sich dies durch eine Technologie, die der eines MOSFETs ähnelt – es handelt sich hier also quasi um einen
Trench-MOSFET ohne Gate. Zugleich liegt der Rückwärts-Erholstrom gegenüber Schottkydioden deutlich niedriger.

Eine typische Anwendung für die FERD-Bauteile sind Schaltungen, die den Energieertrag von Solarpanels optimieren sollen. Hier kamen bisher Dioden zum Einsatz, um Abschattungsverluste auf möglichst kleiner Fläche zu begrenzen. Durch die niedrigeren Leckströme bieten die neuen Dioden hier viel geringere Verluste über die Betriebszeit. Auch bei Schaltungen für den Verpolungsschutz bietet die neue Technik Vorteile, den hier sind die Dioden permanent im Sperrbetrieb, daher spielt der Leckstrom eine entscheidende Rolle für die Verluste.

Auch bei integrierten Lösungen für die Leistungswandlung in Motorsteuerungsanwendungen bringt STMicroelectronics neue Lösungen auf den Markt...

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