Trong nhi隠u th壱p k益 qua, ngành s違n xu医t ch医t bán d磯n không ng瑛ng c違i ti院n các thành ph亥n trong silicon MOSFET nh茨o"8ƒr"泳ng nhu c亥u c栄a các nhà thi院t k院 b瓜 chuy吋p"8鰻i m衣ej"8k羽n. S詠 k院t h嬰p gi英c"sw{"8鵜nh c栄a m瓜t s嘘 chính ph栄 và nhu c亥u th鵜 vt逢運ng v隠 công ngh羽 xanh làm n違y sinh nhu c亥u v隠 các s違n ph育o"f́pi"8吋 xây d詠ng các gi違i pháp ti院t ki羽o"8k羽p"p<pi"x "e„"vjk院t k院 nh臼 g丑n.
MOSFET (Metal Oxide Semiconductor Field-Effect Transistor) là m瓜t ch医t bán d磯n hi羽u 泳ng t瑛 vt逢運ng."e„"pij c"n "p„"8k隠u khi吋p"f”pi"8k羽n b茨ng cách s穎 d映ng 8k羽p"vt逢運ng. So v噂i các lo衣i bán d磯n khác, MOSFET công su医v"ecq"j挨p0"O瓜t trong nh英ng chìa khóa cho s詠 phát tri吋n c栄a MOSFET là m瓜t cách ti院p c壱p"vƒe"8瓜pi"8嘘i v噂i s詠 th映8瓜ng trên b隠 m員t. Ch医v"eƒej"8k羽n trên MOSFET là silicon dioxide, trong khi ch医t d磯p"8k羽n là silicon tinh th吋. Silicon t瑛 n¤w"8«"n "x壱t li羽u bán d磯p"8逢嬰c l詠a ch丑n cho MOSFET. Tuy nhiên, m瓜t s詠 vjc{"8鰻i l噂p"8«"fk宇n ra sau khi Cree t衣o ra UkE"OQUHGV"8亥w"vk‒p0"Ecedwc"uknkeqp"8«"8逢嬰c ch泳ng minh là nhân t嘘 vjc{"8鰻i cu瓜e"ej挨k"vtqpi"e»pi"pij羽 MOSFET, mang l衣i nhi隠u l嬰i th院 j挨p"uq"x噂i các ch医t bán d磯p"e 0
SiC (Cacbua Silic) là m瓜t v壱t li羽u bán d磯p"8«"8逢嬰c phát tri吋p"vtqpi"j挨p"jck" th壱p k益. Mitsubishi Electric b逸v"8亥u nghiên c泳u công ngh羽 SiC nguyên t嘘 x q"8亥u nh英pi"p<o"3;;20"U違n ph育o"vj逢挨pi"o衣k"8亥u tiên c栄a h丑 s穎 d映ng các thi院t b鵜 UkE"8«" 8逢嬰c ra m逸t vào gi英c"p<o"4233"vtqpi"o瓜t bi院n t亥p"8逢嬰c s穎 d映pi"vtqpi"oƒ{"8k隠u j”c"mj»pi"mj "ikc"8·pj"$Mktkicokpg$0"Ucw"8„."j羽 th嘘ng l詠c kéo ch衣y b茨pi"UkE"8亥u tiên trên th院 gi噂k"8«"8逢嬰c l逸r"8員v"vt‒p"V w"8逢運pi"8衣n Shinkansen 荏 Nh壱t B違n, vào pi {"47"vjƒpi"8"p<o"42370
Trong b嘘i c違pj" 8„." eƒe" e»pi" pij羽 ch医t bán d磯p" d<pi" t瓜pi" *YDI+" pj逢" uknkeqp"ectdkfg"*UkE+"8«"zw医t hi羽p"8吋 泳ng d映ng trong các b瓜 ngu欝n xung (SMPS) có
69
các thành ph亥p"m#"ukpj"8逢嬰c c違i thi羽n cho nh英ng nhà thi院t k院 có nhu c亥u. Khi SiC MOSFET650V xu医t hi羽n, b鰻 sung thêm cho danh m映c linh ki羽n công su医t r運i 1200V hi羽n có, SiC tr荏 thành l詠a ch丑n h医p d磯p"j挨p"8嘘i v噂i các 泳ng d映pi"vt逢噂e"8¤{" ej逢c"v瑛pi"8逢嬰e"pij "8院n.
SiC MQUHGV"pi {"e pi"8逢嬰c s穎 d映ng r瓜ng rãi trong các 泳ng d映pi"8衣v"8院n ph衣m vi kilowatt, th詠c hi羽n m丑i ch泳e"p<pi"v瑛 c医r"8k羽n cho h羽 th嘘ng vi宇n thông và máy ch栄."8院n cung c医p s衣c 逸c-quy cho th鵜vt逢運pi"zg"8k羽p"8cpi"rjƒv"vtk吋p0"Ak隠u h医p d磯n c栄a ch医t bán d磯n này n茨m 荏 8瓜 b隠p"x逢嬰t tr瓜i so v噂k"8嘘i th栄 silicon, cùng v噂i kh違 p<pi"泳ng d映ng trong các c医u trúc chuy吋n m衣ch c泳ng 荏 ch院 8瓜 f”pi"8k羽n liên t映c (CCM) c栄a b瓜 8k隠u ch雨nh h羽 s嘘 công su医t (PFC) mà có s穎 d映ng Diode bên trong khóa bán d磯p0"Piq k"tc."v pj"p<pi"j厩 tr嬰 t亥n s嘘 chuy吋n m衣ch cao c栄a ch医t bán d磯p"p {"j逢噂pi"8院p"zw"j逢噂ng s穎 d映ng các b瓜 chuy吋p"8鰻i công su医t nh臼 g丑n j挨p0
Uknkeqp"OQUHGV"8«"8衣v"8逢嬰c nh英ng c違i ti院p"8ƒpi"m吋 v隠 các thông s嘘 ký sinh trong nh英pi"p<o"swc."pj逢pi"8員c tính v壱v"n#"e挨"d違n c栄a silicon v磯n còn c亥n ph違k"8逢嬰c c違i ti院p"j挨p"p英c0"Ak隠u này làm h衣n ch院 kh違 p<pi"vk院p c壱n các thi院t k院 m衣ej"8挨p"ik違n, m噂i m飲 và sáng t衣o mà v嘘n có th吋 m荏 8逢運ng cho các thi院t k院 8吋 phát tri吋p"p<pi"n逢嬰ng xanh b隠n v英ng.
UkE"e pi"v欝n t衣i nh英ng h衣n ch院 trong quá trình s穎 d映ng và không ph違i tham s嘘m#"ukpj"p q"e pi"ejq"vj医y SiC t嘘v"j挨p"uknkeqp0"Vw{"pjk‒p."pj英ng l嬰i th院 mà SiC mang l衣i, c瓜ng v噂i s詠 b隠n b雨 c栄a nó trong các 泳ng d映ng chuy吋n m衣ch c泳ng, SiC 8ƒpi"8逢嬰e"zgo"zfiv"8逢c"x q"eƒe"泳ng d映ng chuy吋p"8鰻k"8k羽p"p<pi"e„"jk羽u su医t cao nh医t. Dòpi"EqqnUkE"872X"tc"8運i và c栄ng c嘘 nh壱p"8鵜nh này, khi院n công ngh羽 SiC MOSFET tr荏 nên hi羽u qu違 j挨p"x隠 m員t kinh t院 8嘘i v噂i nh英ng 泳ng d映ng chuy吋p"8鰻i 8k羽p"p<pi"ow嘘p"8衣t t噂i gi噂i h衣n c栄a chúng v隠 m員t hi羽u su医t.
Trong v壱t li羽u SiC, m瓜t n穎a nguyên t穎 Uk"8逢嬰c thay th院 b茨ng nguyên t穎 Cacbon. B茨ng vi羽c k院t h嬰p v噂i nguyên t穎 Cacbon, tinh th吋 c栄a v壱t li羽u 鰻p"8鵜nh và
70
e„"8瓜 x院p ch員v"j挨p"uq"x噂i silicon. Vì v壱{."8k羽p"vt逢運pi"8吋 b鵜 8ƒpj"vj栄pi"ecq"j挨p." d磯p"8院n b隠 dày l噂p ho衣v"8瓜ng m臼pi"j挨p"uq"x噂k"Uk0"Ak隠u này làm gi違m hao phí p<pi" n逢嬰pi."8欝ng th運k."8k羽p"ƒr"8ƒpj"vj栄ng c栄a thi院t b鵜8逢嬰e"v<pi"vj‒o"uq"x噂i các thi院t b鵜 uknkeqp"vj»pi"vj逢運ng.
Vtqpi"x k"p<o"i亥p"8¤{."o瓜t th院 h羽 chuy吋n m衣ch công su医t cao m噂k"8«"zw医t hi羽n trong ngành công nghi羽p bán d磯n và b逸v"8亥w"8逢嬰c bán trên th鵜vt逢運ng. Vi羽c s穎 d映ng các thi院t b鵜 d詠a trên Silicone Carbide (SiC) h泳a h姻n s胤 gi違o"8ƒpi"m吋 t鰻n th医t khi chuy吋n m衣ch và cho phép t亥n s嘘 chuy吋n m衣ej"ecq"j挨p"pjk隠u so v噂i nh英ng gì có th吋 hi羽n nay khi s穎 d映ng các thi院t b鵜 Silicone (Si) nguyên ch医t.
803040"姶w"8k吋m c栄a SiC và 泳ng d映ng trong ngh鵜ej"n逢w"5"d壱c
E„"dc"8員e"8k吋m v壱t lý chính c栄a ch医t bán d磯p"UkE"n o"ejq"p„"x逢嬰t tr瓜k"j挨p" so v噂i các thi院t b鵜Uk"vj»pi"vj逢運ng:
- Dòng rò r雨 th医r" j挨p0" Eƒe" e員p l厩 tr嘘ng electron t衣o ra 荏 SiC ch壱o" j挨p" nhi隠u so v噂k"vtqpi"Uk0"Ak隠u này s胤 làm gi違m t鰻n th医t dòng rò khi công t逸t 荏 ch院v"8瓜 Off so v噂i Si 荏 nhi羽v"8瓜 nh医v"8鵜nh.
- V<pi"e逢運ng kh違p<pi"ik違m s詠 c嘘 nghiêm tr丑pi0"Ak隠w"p {"e„"pij c"n "thi院t b鵜 có th吋 ch鵜w"8逢嬰e"8k羽p"ƒr"ecq"j挨p"vtqpi"épi"o瓜t nhóm thi院t b鵜 ho員c có th吋 gi違m eƒej"8k羽n 荏 cùng m泳e"8k羽p"ƒr0"Fq"8„."eƒe"vjk院t b鵜pj逢"OQUHGV."LHGV"x "UDF"e„" th吋 8逢嬰c t衣o ra 荏8k羽n áp ch員p"ecq"j挨p"uq"x噂i m泳c có th吋8衣v"8逢嬰c v噂i Si.
- H羽 s嘘 d磯n nhi羽t ccq"j挨p"ejq"rjfir"x壱n chuy吋n nhi羽t t瑛 thi院t b鵜 hi羽u qu違 j挨p0"Piq k"tc."8k羽n tr荏 tr衣ng thái thông qua công t逸c chuy吋n m衣ch th医r"j挨p."n o" gi違m t鰻n th医t d磯p"8k羽n.
Các nghiên c泳u g亥p"8¤{"x隠 ngh鵜ej"n逢w"8c"d壱e"pj逢"]35̲- ]39̲."e„"8隠 xu医t s穎 d映ng linh ki羽n SiC. Trong nghiên c泳w."8«"vt·pj"rj¤p"v ej"x "uq"uƒpj"eƒe"v鰻n hao khu s穎 d映ng các linh ki羽n bán d磯p"mjƒe"pjcw0"Fq"8„."o映c tiêu c栄a lu壱p"x<p."d‒p" c衣nh nghiên c泳u gi違i thu壱v"FRYO."n "j逢噂pi"8院n xây d詠ng mô hình th詠c hi羽n d詠a trên linh ki羽n SiC.
71