| Revista: | Dominio de las Ciencias |
| Base de datos: | CLASE |
| Número de sistema: | 000520863 |
| ISSN: | 2477-8818 |
| Autores: | Guevara Cabezas, Esteban Augusto1 Rocha Jácome, Cristian Javier2 Tinajero León, José Luis1 Pacheco Cunduri, Mayra Alejandra1 |
| Instituciones: | 1Escuela Superior Politécnica de Chimborazo, Riobamba, Chimborazo. Ecuador 2Universidad de Sevilla, Sevilla. España |
| Año: | 2022 |
| Periodo: | Feb |
| Volumen: | 8 |
| Número: | 1 |
| Paginación: | 1134-1153 |
| País: | Ecuador |
| Idioma: | Inglés |
| Tipo de documento: | Artículo |
| Enfoque: | Analítico, descriptivo |
| Resumen en español | Los dispositivos de energía de silicio han mejorado en las últimas décadas, pero se están acercando a sus límites de rendimiento impuestos por las propiedades del material. Sin embargo, los materiales emergentes como SiC y GaN están sobresaliendo en tales aplicaciones y han atraído un gran interés en la academia y la industria debido a sus propiedades superiores, para el desarrollo de dispositivos de banda prohibida ancha (WBG), en particular MOSFET de potencia, que serán componentes clave para la próxima generación de electrónica de potencia de alto voltaje y baja pérdida. Ya se encuentran disponibles dispositivos con impresionantes especificaciones nuevas, pero deben demostrar su confiabilidad para ser incorporados a los sistemas. Muchos problemas de inestabilidad deben ser resueltos y analizadas sus causas mediante ensayos de caracterización eléctrica como PBTI y NBTI. Una vez que se determina que los dispositivos no son confiables, se pueden realizar pruebas para comprender las razones según los criterios y las interpretaciones de los métodos de caracterización. Este documento reúne y analiza algunos problemas que pueden ocurrir en GaN y SiC, y los diversos estudios de inestabilidad que son clave para poder prevenir fallas mientras se determina el rango aceptable de condiciones operativas para un dispositivo en particular. Finalmente, se discuten los desafíos tecnológicos, las aplicaciones y las oportunidades de investigación; sabiendo que las aplicaciones futuras, como la automoción, las energías renovables y el espacio, serán más críticas y con mayores requisitos de fiabilidad, por lo que se necesitarán mejores y nuevos métodos de prueba de fiabilidad en sus componentes |
| Resumen en inglés | Silicon power devices have improved over the last decades, but they are approaching their per-formance limits imposed by material properties. However, emerging materials such as SiC and GaN are excelling in such applications and have attracted great interest in academia and industry due to their superior properties, for the development of wide bandgap (WBG) devices, in particu-lar power MOSFETs, which will be key components for the next generation of high-voltage, low-loss power electronics. Devices with impressive new specifications are already available, but they must prove their reliability to be incorporated into systems. Many instability problems must be resolved, and their causes analyzed using electrical characterization tests such as PBTI and NBTI. Once devices are found to be unreliable, tests can be performed to understand the reasons based on the criteria and interpretations of the characterization methods. This paper brings togeth-er and discusses some problems that can happen in GaN and SiC, and the various instability studies that are key to being able to prevent failures while determining the acceptable range of operating conditions for a particular device. Finally, technological challenges, applications and research opportunities are discussed; knowing that future applications such as automotive, renew-able energy, and space will be more critical and with higher reliability requirements, so better and new reliability testing methods will be needed in their components |
| Resumen en portugués | Os dispositivos de potência de silício melhoraram nas últimas décadas, mas estão se aproximando dos limites de desempenho impostos pelas propriedades do material. No entanto, materiais emergentes como SiC e GaN estão se destacando em tais aplicações e têm despertado grande interesse na academia e na indústria devido às suas propriedades superiores, para o desenvolvimento de dispositivos de banda larga (WBG), em particular MOSFETs de potência, que serão componentes-chave para a próxima geração de eletrônica de potência de alta tensão e baixa perda. Dispositivos com novas especificações impressionantes já estão disponíveis, mas eles devem provar sua confiabilidade para serem incorporados aos sistemas. Muitos problemas de instabilidade devem ser resolvidos e suas causas analisadas por meio de testes de caracterização elétrica como PBTI e NBTI. Uma vez que os dispositivos não são confiáveis, testes podem ser realizados para entender as razões com base nos critérios e interpretações dos métodos de caracterização. Este artigo reúne e discute alguns problemas que podem ocorrer em GaN e SiC, e os diversos estudos de instabilidade que são fundamentais para evitar falhas ao determinar a faixa aceitável de condições de operação para um determinado dispositivo. Por fim, são discutidos os desafios tecnológicos, aplicações e oportunidades de pesquisa; sabendo que aplicações futuras, como automotiva, energia renovável e espaço, serão mais críticas e com requisitos de confiabilidade mais altos, portanto, métodos de teste de confiabilidade melhores e novos serão necessários em seus componentes |
| Disciplinas: | Ingeniería |
| Palabras clave: | Ingeniería eléctrica, Ingeniería de materiales, Semiconductores, Industria, Tecnología, Electrónica de potencia |
| Texto completo: | https://dominiodelasciencias.com/ojs/index.php/es/article/view/2627/html |
