광대역 갭 반송파 소개
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예를 들어, 일반적으로 2eV 이상의 영역에서 더 큰 에너지를 갖는 반감기 (예: 콤팩트 반감기)를 와이드 밴드갭 반감기(WbG )라고 합니다.
이에 비해 일반적으로 사용되는 반도체인 Si와 GaAs는 1.1eV에서 1.43eV의 이격차를 가지고 있습니다. 이들은 광학적 조작과 고출력 및 고주파 장치에 대한 반감기 기술을 개발해야 했기 때문에 개발되었습니다.
대부분의 WBG는 구조와 고유한 특성으로 잘 알려져 있습니다. 뛰어난 특성, 낮은 결함 농도 및 우수한 점도 제어를 갖춘 소재를 합성하기 위해 다양한 가공 기술이 개발되었습니다.
WBGS는 고체 반도체와 절연체 사이에 있는 전자적 특성을 가지고 있어 실리튬 및 갈륨아르세니드와 같은 고체 반도체 물질보다 훨씬 높은 전압, 주파수 및 온도에서 작동할 수 있는 특성을 가지고 있습니다.
WBGS는 근적외선(녹색에서 자외선까지) LED 또는 레이저, 군사용 무선 장비 및 특정 고주파 애플리케이션을 비롯한 다양한 애플리케이션에 사용됩니다.
높은 온도 내성으로 인해 군사용 애플리케이션에 매우 매력적이며, 일반적인 운영 환경에서 더 높은 성능을 발휘할 수 있는 성능 확장 애플리케이션에도 사용됩니다.
따라서 WBGS는 와트당 20루멘 미만의 조명으로 조명에 필요한 에너지를 절약할 수 있는 잠재력을 가진 곳에 설치될 수 있습니다.
WBGS가 적용된 LED의 광량은 최대 와트당 160루멘입니다.
WBGS의 에너지는 높은 밴드밴드를 가진 III족(Al, Ga, In) 및 V족(N, P, As, Sb) 원자로 덮을 수 있습니다. 3원 및 4원 III-V 결합 및 II-VI 결합 결함의 그림.
더 넓은 대역폭과 더 낮은 열 발생으로 인해 최대 300°C 또는 심지어 900°C와 같이 상당히 높은 온도에서 WBGS를 작동할 수 있습니다.
높은 충격 스팬과 높은 드리프트 풍속은 높은 주파수(>20kHz)와 높은 대역폭 및 강도를 동시에 지원하는 고주파수에서 작동할 수 있게 해줍니다.
가장 널리 사용되는 WBG 재료로는 다이아몬트와 실리콘카바이드(SiC)가 있으며, 고성능 장치를 위한 첫 번째 선택입니다.
이러한 소재는 고온 및 저전력 애플리케이션, 고주파 및 고주파(HF) 신호 처리와 같은 다양한 애플리케이션에 사용됩니다.
또한 WBGS는 자유 전자의 속도가 빨라 더 높은 스위칭 속도로 작동할 수 있어 무선 애플리케이션에 유용합니다.
하나의 WBG 바우스트를 완전한 기능 시스템에 사용할 수 있으므로 더 높은 주파수와 성능으로 작동하는 동시에 별도의 신호 및 고주파수 구성 요소가 더 이상 필요하지 않습니다.
WBG는 수많은 전자 및 광전자 영역에 설치됩니다(그림 2).
와이드 밴드갭 반도체의 애플리케이션
와이드 밴드갭 반도체의 전자 애플리케이션
- 성능 검색:
- 와이드 밴드갭 구성 요소는 자동차, 변속기 및 모터 드라이브에서 더 높은 에너지 효율, 성능 및 더 높은 작동 온도를 가능하게 합니다.
- 컴퓨팅:
- 와이드 밴드갭 트랜지스터의 고속 스위치 기능으로 성능이 향상됩니다.
- 기능:
- 무선 통신 시스템에는 높은 전송 속도와 효율적인 성능 활용이 필수적입니다.
- 데이터 관리자 설정:
- 아날로그-디지털 및 디지털-아날로그 컨버터의 속도 및 성능 향상.
- 플래시 저장소:
- 와이드 밴드갭 스토리지 드라이브는 더 높은 읽기 및 쓰기 속도, 더 긴 수명, 더 적은 전력 소비로 특징지어집니다.
- 센서 설정:
- 와이드 밴드갭 바우스트는 센서 감지율과 연결 기능을 향상시킵니다.
광대역 갭 반도체의 광전자 응용 분야
- Bildgebung:
- 와이드밴드갭 장치는 과학, 의료 및 산업용 애플리케이션을 위한 고해상도 및 고신뢰성 영상 촬영 시스템을 지원합니다.
- 광학 커뮤니케이션:
- 빠르고 효율적인 광학 장치는 최신 통신 네트워크에서 데이터 전송에 필수적입니다.
- 옵티컬 센서:
- 더 넓은 대역폭의 광 감지기는 환경 및 산업 감시를 위한 정확하고 신뢰할 수 있는 센서 솔루션을 제공합니다.
- 데이터 관리자 설정:
- 아날로그-디지털 및 디지털-아날로그 컨버터의 속도 및 성능 향상.
- 생체 의학 사진:
- 의료 진단 및 연구 분야의 발전에 기여하는 중요한 영상 촬영 장비.
- 광자 통합 스위치:
- 더 넓은 대역폭을 가진 소재는 데이터 처리 및 통신을 위한 컴팩트하고 효율적인 광학적 스위칭을 가능하게 합니다.
- 디스플레이 기술:
- 와이드 밴드갭 부품을 장착하여 색 재현율과 화질이 개선된 에너지 효율적인 디스플레이를 구현합니다.
에너지 절약 및 재료 선택 적용
기존의 실리튬 기반 솔루션보다 더 많은 소재 기반의 WBG 구현이 있습니다.
일부 애플리케이션은 위 그림에 추가적으로 설명되어 있습니다: 태양광 에너지 솔루션, 단상 스트링 스위치, 3상 스트링 스위치, 풍력 에너지 활용, 보조 전력, 커널 전력, 핫스왑, 서버 랙 전력.
다른 애플리케이션으로는 전기 자동차(EV), 변속기, 전기차 충전기, 스타터 발전기, 온보드 충전기 등 운송 분야의 전기화를 위한 솔루션이 있습니다.
열 분석 기술 및 계측기
열 분석 기술은 WBG 재료의 열 관리 및 전자 기기에서 최적의 성능을 구현하는 데 결정적인 역할을 합니다.
이를 통해 전자기기, 고주파 및 고출력 장치, 배터리 등 다양한 용도에 맞는 WBG 부품을 개발하고 최적화하는 방법을 연구하고 개발할 수 있습니다.
WBGS 분석에 사용되는 열 분석 기술에 대해 알아보세요:
- 열 저항 측정
- 성능 측정
- 온도 범위 측정
- 열 관리 및 포장
린사이스의 열 분석 계기는 내열성/내구성의 WBGS 분석 및 열전성 소재의 분석을 위한 다양한 계기 제품군을 제공합니다.
이 계기는 연구 및 품질 관리 분야의 소재 분석을 위해 설계되었으며 화학, 자동차, 폴리머 및 전자 산업과 같은 다양한 분야에서 사용되고 있습니다.
린나이의 열화상 분석용 제품에는 다음과 같은 제품이 있습니다:
- 무선 성능 측정기:
- 이러한 계기는 출력 성능, 온도 성능 또는 특정 전력 용량과 같은 전력 전달 특성을 측정하고 WBGS, 전력 또는 온도를 저장 및 전송하는 능력에 대한 정보를 제공합니다. 엔드레스하우저는 다음과 같이 WBGS를 측정할 수 있는 광범위한 온도 측정기 팔레트를 제공합니다:
- 레이저 플래시 분석기(LFA) 그리고 과도 핫 브리지(THB) 온도 성능, 출력 성능 및 특수한 온도 용량 측정 높은 정확도를 제공합니다.
- 박막 레이저 주파수 분석기(TF-LFA) 및 박막 분석기(TFA) 는 예를 들어 재생 에너지 산업에서 주로 사용되는 µm에서 nm 영역의 얇은 박막의 온도 및 에너지 성능 측정을 위해 설계되었습니다.
- 이러한 계기는 출력 성능, 온도 성능 또는 특정 전력 용량과 같은 전력 전달 특성을 측정하고 WBGS, 전력 또는 온도를 저장 및 전송하는 능력에 대한 정보를 제공합니다. 엔드레스하우저는 다음과 같이 WBGS를 측정할 수 있는 광범위한 온도 측정기 팔레트를 제공합니다:
- 열전기 분석기:
고객 지원
또한 WBGS는 종종 전자 장치의 성능에 큰 영향을 미칠 수 있는 높은 무선 전송 속도를 가지고 있습니다. 더 넓은 대역폭을 통해 더 높은 주파수, 주파수 및 온도에서 작동할 수 있으며 동시에 일반적인 작동 조건에서 더 높은 성능 범위를 보장할 수 있습니다.
특히 군사, 기능 기술, 성능 향상 및 전력 공급을 비롯한 다양한 애플리케이션에서 매우 유용하게 사용됩니다.
Quellen:
- 조쉬 페리, 전력 전자 분야의 와이드밴드갭 재료 냉각 2018년 6월 15일.
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