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Semicondutores de Potência Baseados em Tecnologias de Carbeto de Silício Aplicados a Eletrônica de Potência
Claudionor Francisco do Nascimento, Pietro Pereira Bertuzzo

Última alteração: 2021-02-25

Resumo


Materiais semicondutores são utilizados na construção de dispositivos eletrônicos. No geral, a fabricação de dispositivos como transistores utiliza silício (Si), porém existem diversos materiais que podem substituí­lo, com diferentes propriedades físicas que podem ser interessantes para aplicações de potência.

Dentre estes, os principais que surgiram foram o nitreto de gálio (GaN) e o carbeto de silício(SiC). Estes, no geral, apresentam, maior gap de energia, campo de colapso e condutividade térmica, parâmetros que indicam um melhor funcionamento em altas tensões e corrente.

Apesar de ambas as tecnologias serem promissoras, há um destaque no mercado para os dispositivos baseados em SiC, que é utilizado na fabricação de MOSFETs (Metal­oxide­semiconductor field­effect transistor) e diodos para aplicações de alta potência. Estes se tornam cada vez mais importantes por conta do crescimento da necessidade de inversores de potência de alta eficiência para aplicações como geração fotovoltaica distribuída e veículos elétricos ou híbridos.

Apesar dos benefícios alegados pelas fabricantes, a adoção destes dispositivos ainda é baixa, principalmente por conta do elevado custo de fabricação e na maior complexidade de design para aplicação em produtos.


Palavras-chave


semicondutores de potência, carbeto de silício

Referências


[1] P. Daniel W. Hart, Power Electronics. McGraw­Hill Education, 2010.

[2] J. Loncarski, M. Ricco, V. Monteiro, and V. G. Monopoli, “Efficiency comparison of a dc­dc interleaved converter based on sic­mosfet and si­igbt devices for ev chargers,” in 2020 IEEE 14th International Conference on Compatibility, Power Electronics and Power Engineering (CPE­POWERENG), vol. 1, pp. 517–522, 2020.

[3] T. P. Chow, “Wide bandgap semiconductor power devices for energy efficient systems,” in 2015 IEEE 3rd Workshop on Wide Bandgap Power Devices and Applications (WiPDA), pp. 402–405, Nov 2015.

[4] K. Mochizuki, Vertical GaN and SiC Power Devices. Artech House microwave library, Artech House, 2018.

[5] Z. Chao, T. Xiao­Yan, Z. Yu­Ming, W. Wen, and Z. Yi­Men, “a dc­dc boost converter based on sic mosfet and sic sbd,” in 2011 IEEE International Conference of Electron Devices and Solid­State Circuits, pp. 1–2, 2011.

[6] X. Yuan, I. D. Laird, and S. Walder, “Opportunities, challenges and potential solutions in the application of fast­switching silicon carbide (sic) power devices and converters,” IEEE Transactions on Power Electronics, pp. 1–1, 2020.

[7] “C3m0280090d silicon carbide power mosfet c3m mosfet technology.” https://www.wolfspeed.com/media/downloads/825/C3M0280090D.pdf. Accessado em:

2020­10­20.

[8] F. S. Garcia, J. A. Pomilio, and G. Spiazzi, “Modeling and control design of the interleaved double dual boost converter,” IEEE Transactions on Industrial Electronics, vol. 60, no. 8, pp. 3283–3290, 2013.

[9] A. I. Rusu, A. Florescu, and M. S. Teodorescu, “Improved model of a standard llc resonant converter architecture,” in 2019 11th International Symposium on Advanced Topics in Electrical Engineering (ATEE), pp. 1–6, 2019.