Konzeption und Realisierung von neuartigen integrierten ETO Hochleistungsbauelementen

• Antragsteller: Professor Dr.-Ing. Rik W. De Doncker
• Fachliche Zuordnung: Elektronische Halbleiter, Bauelemente und Schaltungen, Integrierte Systeme, Sensorik, Theoretische Elektrotechnik
• Förderung: Förderung von 2009 bis 2012
• Projektkennung: Deutsche Forschungsgemeinschaft (DFG) - Projektnummer 129048368

Das Ziel dieses Forschungsvorhabens ist es einen optimierten thyristorbasierten Hochleistungsschalter zu entwerfen, der eine Kaskodenstruktur (ETO Prinzip) aufweist. Dabei liegt der Fokus auf der einfachen Verwendbarkeit in Umrichtern. Am Anfang des Projektes werden Konzepte für die Unterbringung der erforderlichen MOSFETs im Druckkontaktgehäuse untersucht. Neben der elektrischen Dimensionierung wird ein Schwerpunkt auf der thermischen Modellierung liegen, da die Integration eine hohe thermische Zyklenfestigkeit aller integrierten Komponenten bedingt. In einem zweiten Abschnitt wird die erforderliche Treiberstufe ausgelegt. Abschließend wird mit den entworfenen Leistungsschaltern eine Halbbrücke zu Testzwecken aufgebaut und damit ein Vergleich mit existierenden Bauelementen, wie z.B. IGCT, IGBT und ICT, durchgeführt. Entscheidende Parameter sind dabei Stromtragfähigkeit, Abschaltfähigkeit, Schalt- und Durchlassverluste der Bauelemente, sowie Leistungsbedarf, Komplexität und Funktionalität der Treiberstufen. Am Ende des Projektes steht ein auf dem Kaskodenprinzip basierender optimierter Integrierter Emitter Turn Off (lETO) Hochleistungsschalter zur Verfügung, dessen Leistungsfähigkeit im Vergleich zu bestehenden Lösungen nachgewiesen wurde.

• DFG-Verfahren: Sachbeihilfen