- 탄화규소(SiC) 다이오드에 모놀리식으로 통합된 질화갈륨(바카라 족보) 트랜지스터의 성공적인 시연
- 비정상적인 회로 작동 시 바카라 족보 트랜지스터의 과전압 취약성 해결
- 모터 구동 및 태양광 발전 등을 위한 전력 변환기에 대한 응용 가능성이 높습니다
직경 100mm 웨이퍼의 하이브리드 트랜지스터 및 등가 회로
전기 에너지를 제어하는 전력 변환기는 가전제품, 산업 장비 등 전기 에너지를 사용하는 장비의 에너지 절약을 가능하게 하는 중요한 장치입니다 2050년까지 탄소 중립을 실현하려면 전기 자동차, 태양광 발전 등의 기술이 보급되어야 하며, 이러한 응용 분야에 사용되는 전력 변환기는 현재보다 훨씬 더 높은 효율성, 소형화 및 신뢰성이 요구됩니다 이를 달성하기 위해서는 전력 변환기에 사용되는 전력 트랜지스터에 대한 추가적인 기술 혁신도 필수적입니다
전력 트랜지스터는 전력 변환 회로의 전기 스위치로 사용되므로 다음 세 가지 성능이 필요합니다
(1) 고효율 전력 변환을 위해 스위치 ON 상태에서 전도 손실을 줄이기 위한 낮은 온 저항
(2) 스위칭 손실을 줄이기 위한 고속 ON/OFF 스위칭 성능
(3) 비정상적인 변환기 회로 작동 시 소음 에너지 흡수원 역할
현재 파워 트랜지스터의 주요 유형인 실리콘 트랜지스터에서는 위의 (1) ~ (3) 성능이 물질적 한계에 거의 도달했습니다 따라서 Si 한계를 극복하기 위해 바카라 족보, SiC 등 와이드 밴드갭 반도체를 이용한 전력 트랜지스터에 대한 연구개발이 진행되어 왔습니다
바카라 족보 기반 고전자 이동도 트랜지스터와 SiC 기반 PN 다이오드가 모놀리식으로 통합된 하이브리드 트랜지스터가 AIST 연구진에 의해 세계 최초로 성공적으로 제작 및 시연되었습니다 프로토타입 하이브리드 트랜지스터는 낮은 온 저항의 바카라 족보 기능과 SiC 다이오드의 입증된 비파괴 항복을 모두 달성합니다 이에 따라 전기자동차, 태양광발전 등 높은 신뢰성이 요구되는 애플리케이션용 전력변환기에 하이브리드 트랜지스터의 적용이 기대된다 앞으로는 장치 제작 공정의 최적화를 더욱 추진하여 실용화의 길을 마련하겠습니다