Untersuchungen zu Siliziumkarbid-Leistungshalbleiterschaltern für Wechselrichter mit erhöhten Anforderungen:
Gespeichert in:
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| Format: | Abschlussarbeit Buch |
| Sprache: | German |
| Veröffentlicht: |
Göttingen
Cuvillier
2011
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| Ausgabe: | 1. Aufl. |
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| Online-Zugang: | Inhaltstext Inhaltsverzeichnis |
| Beschreibung: | XI, 195 S. Ill., graph. Darst. |
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IMAGE 1
I N H A L T S V E R Z E I C H N I S
1 E I N L E I T U N G 1
1.1 ERHOEHTE ANFORDERUNGEN IN DER LEISTUNGSELEKTRONIK 1
1.2 ANSAETZE FUER EFFIZIENTERE, KOMPAKTERE UND ROBUSTERE SYSTEME . . . 2
1.3 VORGEHENSWEISE 4
2 S T A N D D E R T E C H N I K 5
2.1 ANWENDUNGEN M I T ERHOEHTEN ANFORDERUNGEN 5
2.2 AKTUELLE SILIZIUM-LEISTUNGSHALBLEITERBAUELEMENTE 14
2.2.1 LEISTUNGSDIODEN 15
2.2.2 ABSCHALTBARE LEISTUNGSHALBLEITER 16
2.2.3 AUFBAU- U N D VERBINDUNGSTECHNIK 19
2.3 VERLUSTMECHANISMEN BEI LEISTUNGSHALBLEITERN 23
2.3.1 STATISCHES VERHALTEN 23
2.3.2 DYNAMISCHES VERHALTEN 26
2.4 KUEHLUNG VON LEISTUNGSHALBLEITERN 30
2.4.1 ENTWAERMUNGSMECHANISMEN 31
2.4.2 VERGLEICH VON LEISTUNGSKUEHLTECHNOLOGIEN 34
3 S I L I Z I U M K A R B I D - L E I S T U N G S H A L B L E I T E R B
A U E L E M E N T E 4 3
3.1 MATERIALEIGENSCHAFTEN 43
3.1.1 KRISTALLSTRUKTUR, POLYTYPEN UND HERSTELLUNG 43
3.1.2 VERGLEICH VON MATERIALPARAMETERN 45
3.1.3 AUSWIRKUNGEN A U F BAUELEMENTEEIGENSCHAFTEN 45
3.2 AUSSICHTSREICHE SIC-LEISTUNGSHALBLEITERSTRUKTUREN 49
3.2.1 SCHOTTKY BARRIERE DIODE (SBD) 51
3.2.2 SPERRSCHICHT FELDEFFEKTTRANSISTOR ( J F E T ) 52
3.2.3 METALLOXID FELDEFFEKTTRANSISTOR ( M O S F E T ) 55
3.2.4 BIPOLARE HALBLEITERSTRUKTUREN 57
3.3 POTENZIAL, MARKTREIFE U N D VERFUEGBARKEIT 58
IX
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IMAGE 2
INHALTSVERZEICHNIS
4 V E R G L E I C H D E R B A U E L E M E N T E E I G E N S C H A F T E
N 6 1
4.1 VERSUCHSMUSTER, RANDBEDINGUNGEN U N D VERGLEICHBARKEIT 61
4.2 VERGLEICH ZWISCHEN SI-EMCON U N D SIC-SBD 65
4.2.1 STATISCHE EIGENSCHAFTEN -65
4.2.2 DYNAMISCHE EIGENSCHAFTEN 67
4.3 VERGLEICH ZWISCHEN SELBSTLEITENDEM S I C - L C - V J F E T UND
SI-IGBT 72
4.3.1 TREIBERSTUFENANFORDERUNGEN 73
4.3.2 STATISCHE EIGENSCHAFTEN 75
4.3.3 DYNAMISCHE EIGENSCHAFTEN 76
4.4 UNTERSUCHUNGEN Z U M SELBSTSPERRENDEN SIC-VC-VJFET 90
4.4.1 TREIBERSTUFENANFORDERUNGEN 91
4.4.2 STATISCHE EIGENSCHAFTEN 92
4.4.3 DYNAMISCHE EIGENSCHAFTEN 93
4.5 UNTERSUCHUNGEN Z U M S I C - M O S F E T 97
4.5.1 TREIBERSTUFENANFORDERUNGEN 98
4.5.2 STATISCHE EIGENSCHAFTEN 99
4.5.3 DYNAMISCHE EIGENSCHAFTEN 100
4.6 DISKUSSION DER ERGEBNISSE 105
4.6.1 BEURTEILUNG DER SIC-DIODEN 106
4.6.2 BEURTEILUNG DER SIC-LEISTUNGSHALBLEITERSCHALTER 106
5 S I C - J F E T - U N D S I - I G B T - W E C H S E L R I C H T E R V
E R L U S T E 1 1 1
5.1 WECHSELRICHTERTOPOLOGIEN 111
5.1.1 SPANNUNGSZWISCHENKREISWECHSELRICHTER (U-WECHSELRICHTER) 112
5.1.2 STROMZWISCHENKREISWECHSELRICHTER (I-WECHSELRICHTER) . . . .114
5.1.3 TOPOLOGIEWAHL U N D HALBLEITEREIGENSCHAFTSPROFILE 117
5.2 VERLUSTABSCHAETZUNG FUER GLEICHE CHIP-FLAECHENGROESSEN 121
5.2.1 DEFINITION DER RANDBEDINGUNGEN 121
5.2.2 ANALYTISCHE BESTIMMUNG DER VERLUSTANTEILE 123
5.2.3 VERGLEICH U N D DISKUSSION 128
6 V E R S U C H S D E M O N S T R A T O R E N 1 3 9
6.1 KOMPONENTEN- U N D SYSTEMASPEKTE 139
6.1.1 EINSATZTEMPERATURGRENZEN AKTUELLER ELEKTRONIKBAUTEILE . . 140
X
IMAGE 3
INHALTSVERZEICHNIS
6.1.2 TESTS ZUM THERMISCHEN GRENZBEREICH EINES WECHSELRICHTERS 142 6.1.3
E M V GERECHTER SCHALTUNGSENTWURF 148
6.2 SIC-JFET-WECHSELRICHTER (FOKUS: HOCHTEMPERATUR) 149
6.2.1 SYSTEMBESCHREIBUNG 149
6.2.2 MESSERGEBNISSE 159
6.2.3 SYSTEMBEWERTUNG 164
6.3 SIC-MOSFET-WECHSELRICHTER (FOKUS: ENERGIEEFFIZIENZ) 167
6.3.1 SYSTEMBESCHREIBUNG 168
6.3.2 MESSERGEBNISSE 170
6.3.3 SYSTEMBEWERTUNG 172
7 Z U S A M M E N F A S S U N G U N D A U S B L I C K 1 7 5
L I T E R A T U R V E R Z E I C H N I S 1 7 9
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