Los materiales semiconductores de banda prohibida ancha (WBG) permiten componentes electrónicos de potencia más pequeños, rápidos y fiables y con mayor eficiencia que los basados en silicio.
Los materiales semiconductores de banda prohibida ancha (WBG) permiten componentes electrónicos de potencia más pequeños, más rápidos y más fiables y con mayor eficiencia que sus homólogos basados en silicio. Estas capacidades permiten reducir el peso, el volumen y los costos del ciclo de vida en una amplia gama de aplicaciones de energía.
Aprovechar estas capacidades puede conducir a ahorros de energía dramáticos en el procesamiento industrial y los electrodomésticos de consumo, acelerar el uso generalizado de vehículos eléctricos y celdas de combustible, y ayudar a integrar la energía renovable en la red eléctrica. Los semiconductores WBG permiten que los dispositivos funcionen a temperaturas, voltajes y frecuencias mucho más altas, lo que hace que los módulos electrónicos de potencia que utilizan estos materiales sean significativamente más potentes y energéticamente eficientes que los fabricados con materiales semiconductores convencionales.
La banda prohibida es la región entre la banda de valencia y la banda de conducción en un átomo. Cuanto más ancho es, más energía se necesita para empujar un electrón hacia la banda de conducción.Se espera que los semiconductores WBG allanen el camino para emocionantes innovaciones en electrónica de potencia, iluminación de estado sólido y otras aplicaciones diversas en múltiples dispositivos industriales y de energía limpia con un rendimiento muy superior en comparación con la tecnología actual.
El uso de SiC (carburo de silicio) puede reducir la resistencia a dos órdenes de magnitud en comparación con los dispositivos de Si existentes. El uso de dispositivos de SiC puede reducir considerablemente la pérdida de energía cuando se aplica a sistemas de conversión de energía. Estos dispositivos de SiC, como el MOSFET de potencia o IGBT, se utilizan en combinación con dispositivos rectificadores como el diodo de barrera Schottky (SBD). En los últimos años, se han fabricado MOSFET de potencia de SiC después de poder producir material de SiC utilizable.
Los MOSFET de potencia de silicio no han podido seguir el ritmo de los cambios evolutivos en la industria de los sistemas electrónicos de potencia. La industria de la electrónica de potencia alcanzó el límite teórico de los MOSFET de silicio y ahora debe optar por otro material semiconductor cuyo rendimiento coincida con los sistemas más nuevos de hoy. El nuevo material es nitruro de galio (GaN), un semiconductor de alta movilidad de electrones (HEMT), que está preparado para marcar el comienzo de nuevos dispositivos de potencia que son superiores a los actuales. Aunque GaN es joven en su ciclo de vida, sin duda verá mejoras significativas en los próximos años.
Energía renovable: Con WBGS, la eficiencia de conversión de energía aumenta alrededor del 85%.
Industrial Los WBGS contribuyen a una energía más eficiente en los sistemas ferroviarios, la fabricación, las plantas de energía y más.
Infraestructura de comunicación Los WBGS también se pueden utilizar en el procesamiento de señales de radiofrecuencia (RF), y la conmutación es más rápida y de mayor potencia.
Aeroespacial El SiC y GaN están inherentemente endurecidos por radiación (rad-hard) y tienen capacidades de operación a alta temperatura, lo que los hace adecuados para aplicaciones aeroespaciales.
