MOSFET တွင် ဂိတ်ဗို့အားသည် စီးကူးမှုကို မည်သို့ထိန်းချုပ်သည်ကို

MOSFET များ၊ သိထားကြသည့် Metal-Oxide-Semiconductor Field-Effect Transistors များသည် ခလုတ်တစ်ခုအတွင်းရှိ ဗို့အားကို ချိန်ညှိခြင်းဖြင့် စီးဆင်းသည့် လျှပ်စီးကို ထိန်းချုပ်ပေးပါသည်။ ပုံမှန် ဆီလီကွန်ခလုတ်များအတွက် ယေဘုယျအားဖြင့် ဗို့အား ၂ မှ ၄ ဗို့ခန့်ရှိသည့် threshold ဗို့အားကို တိုက်ရိုက်သုံးလိုက်သည့်အခါ gate terminal တွင် စိတ်ဝင်စားဖွယ်ဖြစ်ရပ်တစ်ခု ဖြစ်ပေါ်လာပါသည်။ ၎င်းသည် source နှင့် drain ဧရိယာများကြားတွင် inversion layer တစ်ခုကို ဖန်တီးပေးပြီး အီလက်ထရွန်များ ဖြတ်သန်းသွားလာနိုင်စေပါသည်။ ယနေ့ခေတ်တွင် ပို၍စိတ်ဝင်စားဖွယ်ကောင်းသည့်အချက်မှာ အပေါ်တွင်တည်ရှိသည့် oxide layer ဖြစ်ပါသည်။ ထုတ်လုပ်သူများသည် နည်းပညာ node များတွင် ယခုအခါ ၁.၂ နမိုမီတာအထိ အလွန်ပါးလွှာသောအထိ ထုတ်လုပ်နိုင်ပါပြီ။ ပါးလွှာသော layer များသည် transistor ကို ပိုမိုမြန်ဆန်စွာ ပြောင်းလဲနိုင်စေသောကြောင့် ဤအချက်သည် အရေးပါပါသည်။ သို့သော် အားနည်းချက်လည်းရှိပါသည်။ ထိုသို့ ပါးလွှာသော layer များဖြင့် ကိရိယာသည် ဗို့အား ပြောင်းလဲမှုများကို ပိုမိုတုံ့ပြန်လွယ်လာပြီး အင်ဂျင်နီယာများသည် ဗို့အားများကို တိကျစွာ ထိန်းချုပ်ရန် ပိုမိုသတိထားရပါမည်။

အဆင့်မြှင့်တင်မှုနှင့် ဖယ်ရှားခြင်းပုံစံ - အဓိကကွာခြားချက်များနှင့် အသုံးပြုမှုနယ်ပယ်များ

• အဆင့်မြှင့်တင်မှုပုံစံ MOSFET များ (ခေတ်ပေါ်အသုံးချမှု၏ ၉၀%) သည် ဂိတ်ဗို့အား သုညတွင် လျှပ်စီးမှုမရှိဘဲ ရှိနေပြီး ကားဘက်ထရီ ဖြုတ်ချိတ်စနစ်ကဲ့သို့ လုံခြုံရေးအရ အရေးကြီးသောစနစ်များတွင် အသုံးပြုရန် သင့်တော်ပါသည်။
• ဖယ်ရှားခြင်းပုံစံပုံစံများ ပုံမှန်အားဖြင့် လျှပ်စီးမှုရှိပြီး အမ်ပလီဖိုင်ယာများနှင့် အမြဲဖွင့်ထားသော ပါဝါဘဖာများကဲ့သို့ ကျဉ်းမြောင်းသော အသုံးချမှုများတွင် အသုံးပြုသည်။
  ဆီလီကွန်ကာဘိုက် (SiC) MOSFET များသည် အပူချိန်တည်ငြိမ်မှုရှိခြင်းကြောင့် မြင့်မားသောဗို့အားရှိသည့် စက်မှုလုပ်ငန်းများတွင် ဖယ်ရှားခြင်းပုံစံအသုံးပြုမှုကို ပိုမိုကျယ်ပြန့်စေခဲ့သည်။

ပါဝါလျှပ်စစ်ပစ္စည်းများတွင် MOSFET နည်းပညာ၏ ဖွံ့ဖြိုးတိုးတက်မှု

၁၉၈၀ ခုနှစ်များက ပြင်ညီဒီဇိုင်းများမှ ယနေ့ခေတ် Trench-gate အဆောက်အဦများသို့ ပြောင်းလဲလာခဲ့ပြီး MOSFET RDS(on) သည် ၃၀V တွင် (100mΩ မှ <3mΩ သို့) ၉၇% ကျဆင်းသွားခဲ့ပြီး 98%-ထိရောက်သော DC/DC ပြောင်းလဲမှုများကို စေ့စပ်စွာ ဖြစ်ပေါ်စေခဲ့သည်။ 2015 မှ 2023 အတွင်း ပါဝါသိပ်သည်းမှုကို နှစ်ဆတိုးမြှင့်ရန် 200mm မှ 300mm ဝိဖြူထုတ်လုပ်မှုသို့ ပြောင်းလဲခြင်းသည် die ကုန်ကျစရိတ်ကို ၄၀% လျှော့ချပေးခဲ့သည်။

ထိန်းချုပ်မှုကို ပိုမိုကောင်းမွန်စေရန် Smart Gate Driver များကို ပေါင်းစပ်ခြင်း

ခေတ်မီသော MOSFET များသည် အလိုအလျောက် slew-rate ထိန်းချုပ်မှု (1–50V/ns ချိန်ညှိမှု)၊ အပူချိန်ကို အချိန်နှင့်တစ်ပြေးညီ ပြင်ဆင်ပေးခြင်း (-2mV/°C bias correction) နှင့် တိုတောင်းသော ဆားကပ်ခြင်းကို ဖော်ထုတ်ခြင်း (<100ns တုံ့ပြန်မှု) တို့ကို ပါဝင်သော ဉာဏ်ရည်မြင့် ဂိတ်ဒရိုက်ဘာများနှင့် တွဲဖက်အသုံးပြုကြသည်။ စက်မှုလုပ်ငန်း၏ စံချိန်စံညွှန်းများအရ 1MHz buck converter များတွင် discrete solution များနှင့် နှိုင်းယှဉ်ပါက ဤပေါင်းစပ်မှုသည် switching loss ကို 22% လျှော့ချပေးနိုင်သည်။

ဘက်ထရီစီမံခန့်ခွဲမှုစနစ်များနှင့် DC/DC ပြောင်းလဲမှုတွင် အသုံးပြုသော MOSFET များ

BMS တွင် ဆဲလ်များကို ဟန်ချက်ညီစေရန်နှင့် လျှပ်စီးကြောင်း အလွန်အကျွံဖြစ်ခြင်းကို ကာကွယ်ပေးရန် Power MOSFET များ

ယနေ့ခေတ်ဘက်ထရီစီမံခန့်ခွဲမှုစနစ်များသည် ဆဲလ်များအကြားရှိ ဗို့အားမညီမျှမှုများကို ဖြေရှင်းရန်နှင့် အပူလွန်ကဲမှုအန္တရာယ်ကို ကာကွယ်ရန် MOSFET နည်းပညာကို အားကိုးနေကြသည်။ အားသွင်းစဉ်အတွင်းတွင် ဤပါဝါ MOSFET များသည် စနစ်အတွင်းရှိ လျှပ်စီးကြောင်းစီးဆင်းမှုကို ပြောင်းလဲပေးခြင်းဖြင့် lithium-ion ဘက်ထရီပက်ကိတ်အတွင်းရှိ ဆဲလ်များအားလုံးကို ပိုမိုကောင်းမွန်စွာ ဟန်ချက်ညီအောင် လုပ်ဆောင်ပေးပါသည်။ Ponemon ၏ ၂၀၂၃ ခုနှစ်က သုတေသနအရ ဤသက်ဆိုင်ရာ ဟန်ချက်ညီမှုနည်းလမ်းသည် အလိုအလျောက် ဟန်ချက်ညီမှုကို ခံစားရသည့် နည်းလမ်းများနှင့် နှိုင်းယှဉ်ပါက ဘက်ထရီသက်တမ်းကို အကြောင်း ၂၀% ခန့် တိုးတက်စေနိုင်သည်။ လျှပ်စီးကြောင်း အလွန်အကျွံစီးဆင်းမှုကြောင့် ပြဿနာဖြစ်ပါက MOSFET များသည် လျှပ်စီးကြောင်းသည် ပုံမှန်ထက် ၁၅၀% ခန့် ရောက်ရှိသည့်အခါ မိုက်ခရိုစကက်(microsecond) အဆင့်တွင် ချက်ချင်း တုံ့ပြန်ကာ စနစ်ကို ပိတ်သိမ်းပေးပါသည်။ ဤကဲ့သို့ မြန်ဆန်သော တုံ့ပြန်မှုသည် တစ်ခုချင်းဆဲလ်များကိုသာမက အခြားလျှပ်ကူးပစ္စည်းများကိုပါ ပျက်စီးမှုမှ ကာကွယ်ပေးပါသည်။

လေ့လာမှုအကြောင်းအရာ - လျှပ်စစ်ကားများအတွက် Lithium-Ion ဘက်ထရီပက်ကိတ်များတွင် MOSFET များ

၂၀၂၃ ခုနှစ်တွင် အဆင့်မြင့် လျှပ်စစ်ကားဘက်ထရီပက်(ချ်)များအတွင်းရှိ အရာများကို ကြည့်ပါက ၁၀၀ kWh မိုဒျူး(လ်) တစ်ခုလျှင် MOSFET ကိရိယာ ၄၈ ခုခန့် ထည့်သွင်းထားသည်ကို တွေ့ရမည်ဖြစ်သည်။ ဤကိရိယာများသည် စနစ်ကို လိုအပ်သလို အန္တရာယ်ကင်းကင်း စတင်အသုံးပြုနိုင်အောင် ပြင်ဆင်ပေးခြင်းမှ စ၍ လိုအပ်သည့်အချိန်တွင် အရေးပေါ်အခြေအနေများတွင် လျှပ်စစ်ဓာတ်အားကို ဖြတ်တောက်ပေးခြင်းအထိ အရာအားလုံးကို ထိန်းချုပ်ပေးပါသည်။ အင်ဂျင်နီယာအဖွဲ့များသည် N-Channel MOSFET နှစ်လုံးကို ဘေးချင်းတွဲ၍ အသုံးပြုခြင်းဖြင့် စွမ်းအင်ဆုံးရှုံးမှုကို ၁၂% ခန့် လျှော့ချနိုင်ခဲ့ပါသည်။ ထို့အပြင် အဆင့်မြင့် အလိုအလျောက်စနစ်များအတွက် လုံခြုံရေးစံနှုန်း (ASIL-D) အားလုံးကိုလည်း ဆက်လက်ထိန်းသိမ်းထားနိုင်ခဲ့ပါသည်။ နောက်ထပ်တိုးတက်မှုတစ်ခုလည်း ရှိခဲ့သည် - ဂိတ်ဒရိုင်ဘာများ၏ ပိုမိုကောင်းမွန်သော ပေါင်းစပ်မှုကြောင့် မောင်းသူများက အရှိန်မြှင့်တိုးချိန်တွင် မော်တာကို အပြည့်အဝဖွင့်လိုက်သည့်အခါတိုင်း မော်တာပြောင်းလဲမှုဆုံးရှုံးမှုကို ၃၀% ခန့် လျှော့ချနိုင်ခဲ့ပါသည်။ ဤသည်မှာ လက်တွေ့အသုံးပြုမှုအခြေအနေများအောက်တွင် ဤကားများ၏ စွမ်းဆောင်ရည်ကို မည်မျှထိရောက်စွာ အလုပ်လုပ်နိုင်သည်ကို တိုက်ရိုက်သက်ရောက်မှုရှိသောကြောင့် အရေးပါပါသည်။

ပါဝါစီးများအတွက် တစ်ပြိုင်နှိုင်း ပြန်လည်မှုတ်သွင်းမှုတွင် MOSFET များ၏ အခန်းကဏ္ဍ

DC/DC ပြောင်းလဲစက်များအတွက် MOSFET များဖြင့် ရိုးရာဒိုင်ယိုဒ်များကို အစားထိုးခြင်းဖြင့် စီးဆင်းမှုကို တစ်ပြိုင်နက်တည်း ပြန်လည်ဖြေရှင်းပေးခြင်းဖြင့် ဆုံးရှုံးသွားမည့် စွမ်းအင်၏ ၁၅% ခန့်ကို ပြန်လည်ရရှိနိုင်ပါသည်။ ၁ ကစီ ဆာဗာစွမ်းအင်ပေးစက်များတွင် ပြုလုပ်သော စမ်းသပ်မှုအချို့တွင် ဤအကျိုးသက်ရောက်မှုကို ရှင်းရှင်းလင်းလင်း မြင်တွေ့ရပြီး ပြည့်ဝသော စွမ်းအားဖြင့် အလုပ်လုပ်နေစဉ် စွမ်းဆောင်ရည်မှာ ၉၂% မှ ၉၇% အထိ တက်လာခဲ့သည်။ ဤသည်မှာ ရက်တစ်ခုလုံးကို တိုးမြှင့်ခြင်းဖြင့် တစ်နှစ်လျှင် ကီလိုဝပ်နာရီ ၅၀၀ ခန့် ခြွေတာနိုင်သည်ဟု ဆိုလိုပါသည်။ နောက်ဆုံးပေါ်ဒီဇိုင်းများမှာ 2 မီလီအိုင်းမ် (milliohms) အောက်တွင် အလွန်နိမ့်သော ခုခံမှုတန်ဖိုးများနှင့် ဂိတ်အချိန်ကိုက်မှု ဗျူဟာများကို တွဲဖက်အသုံးပြုခြင်းဖြင့် ပိုမို ဉာဏ်ရည်မြင့်မားလာပါသည်။ ဤပေါင်းစပ်မှုများသည် ၁ MHz အမြန်နှုန်းဖြင့် မြင့်မားသော ကြိမ်နှုန်းဖြင့် ပြောင်းလဲနိုင်စွမ်းရှိပြီး ပူပြင်းမှုပြဿနာများ မဖြစ်ပွားစေဘဲ အပူချိန်ကို လုံလောက်စွာ အေးမြစေပါသည်။

RDS(on) နိမ့်ပါးခြင်းနှင့် ပြောင်းလဲမှု အကျိုးရှိမှုကို အမြင့်ဆုံးဖြစ်အောင် လုပ်ခြင်း

RDS(on) အလွန်နိမ့်သော MOSFET များဖြင့် စီးဆင်းမှုဆုံးရှုံးမှုကို လျှော့ချခြင်း

MOSFET များတွင် စီးဆင်းမှုဆုံးရှုံးမှုများသည် P = I² × RDS(on) ခေတ်မီကိရိယာများသည် လျှပ်စစ်ဓာတ်အားမြင့် အသုံးပြုမှုများအတွက် RDS(on) တန်ဖိုး ၁mΩ အောက်သို့ ရောက်ရှိအောင် လုပ်ဆောင်နိုင်ပြီး ယခင်ကာလကိရိယာများနှင့် နှိုင်းယှဉ်ပါက စွမ်းအင်ဆုံးရှုံးမှုကို ၆၀% အထိ လျှော့ချနိုင်သည် (Ponemon 2023)။ Copper clip bonding နှင့် အခြားသော ခေတ်မီထုပ်ပိုးမှုနည်းလမ်းများက ဤသို့သော အလွန်နိမ့်သည့် အခုခံမှုများကို ရရှိရန်အတွက် ကုန်ကျစရိတ်ကို ထိရောက်စွာ ထိန်းသိမ်းပေးပါသည်။

အလွန်နိမ့်သော 5mΩ အောက်ရှိ MOSFET များကို စွမ်းဆောင်ရည်မြင့် Server များ၏ ပါဝါစနစ်များတွင် အသုံးပြုမှု လေ့လာမှု

48V server များ၏ ပါဝါစနစ်များတွင် 3.8mΩ RDS(on) ရှိ MOSFET များကို တစ်ပြိုင်နက်တည်း ချိတ်ဆက်အသုံးပြုခြင်းဖြင့် 98.2% အများဆုံး စွမ်းဆောင်ရည်ကို ပြသနိုင်ခဲ့သည်။ ဤကွန်ဖစ်ဂျာရေးရာစနစ်သည် ရိုးရာ 10mΩ ဖြေရှင်းချက်များနှင့် နှိုင်းယှဉ်ပါက အပူဒဏ်ကို 35% လျှော့ချပေးနိုင်ပြီး အရည်အသုံးပြုမှုမရှိဘဲ 30% ပိုမိုမြင့်မားသော ပါဝါသိပ်သည်းမှုကို ဖြစ်စေနိုင်ခဲ့သည်။

Gate Charge (Qg) သည် Switching Speed နှင့် စွမ်းအင်ဆုံးရှုံးမှုကို မည်သို့သက်ရောက်မှုရှိသနည်း

Gate charge (Qg) သည် MOSFET တစ်ခု၏ ပြောင်းလဲမှုအမြန်နှုန်းကို ဆုံးဖြတ်ပေးသည်၊ Qg နိမ့်လေလေ ပိုမိုမြန်ဆန်သော ပြောင်းလဲမှုများကို ရရှိနိုင်လေလေ ဖြစ်သည်။ သို့သော် Qg ကိုလျှော့ချခြင်းသည် အများအားဖြင့် RDS(on) ကို တိုးလာစေတတ်သည်။ ဤအပြန်အလှန် ဆက်နွယ်မှုကို အောက်ပါ switching loss equation ဖြင့် တွက်ချက်နိုင်သည်။

Switching Loss = 0.5 × Qg × Vgs² × fsw

ဘယ်မှာလဲ။ fsw သည် switching frequency ဖြစ်သည်။

Qg × RDS(on) Figure of Merit ကို အသုံးပြု၍ စွမ်းဆောင်ရည်ကို အကောင်းဆုံးဖြစ်အောင် ပြုလုပ်ခြင်း

MOSFET စွမ်းဆောင်ရည်ကို ကြည့်လျှင် Qg နှင့် RDS(on) တန်ဖိုးကို မြှောက်ခြင်းသည် အရေးပါသော စံချိန်စံညွှန်းတစ်ခုအဖြစ် ဆောင်ရွက်ပေးပါသည်။ 100nC နှင့် မီလီအုံ တို့ကို မြှောက်လိုက်ပါက 500 ကိုလိုဟာတ်ဇ် အလုပ်လုပ်နေစဉ် ဆုံးရှုံးမှု 1 ရာခိုင်နှုန်းအောက်တွင် ပြသလေ့ရှိပြီး ထိုကဲ့သို့သော ကိရိယာများကို DC မှ DC သို့ အမြန်ပြောင်းလဲခြင်းလုပ်ငန်းများအတွက် အထူးသင့်တော်စေပါသည်။ အကျိုးကျေးဇူးမှာ တစ်ခုတည်းသော အရာကို အာရုံစိုက်ခြင်းထက် နှစ်ဖက်စလုံးကို ဟန်ချက်ညီအောင် ထားခြင်းကြောင့် ရရှိပါသည်။ ထိုကဲ့သို့ ဟန်ချက်ညီသော အစိတ်အပိုင်းများကို အသုံးပြုသည့် စနစ်များသည် ထုတ်လုပ်သူများက ဂိတ်အားသွင်းမှု (gate charge) သို့မဟုတ် ခုခံမှုကို သီးသန့်အာရုံစိုက်သည့် အစားထိုးနည်းလမ်းများနှင့် နှိုင်းယှဉ်ပါက စွမ်းဆောင်ရည် ရာခိုင်နှုန်း ၅ ခုခန့် ပိုမိုကောင်းမွန်စေပါသည်။

မြင့်မားသော ပါဝါ MOSFET အသုံးပြုမှုများတွင် အပူချိန် စီမံခန့်ခွဲမှုနှင့် ယုံကြည်စိတ်ချရမှု

မြင့်မားသော လျှပ်စီးကြောင်းဒီဇိုင်းများတွင် RDS(on) မှ ဖြစ်ပေါ်လာသော အပူထုတ်လုပ်မှုကို စီမံခန့်ခွဲခြင်း

ပါဝါ ပျက်စီးမှုသည် လိုက်နာပါသည် P = I² × RDS(on) , ထို့ကြောင့် လျှပ်စစ်ဓာတ်အားမြင့်သော ဒီဇိုင်းများတွင် အချိတ်အဆက် ခုခံမှုကို အနည်းဆုံးဖြစ်အောင် လုပ်ရန် အလွန်အရေးကြီးပါသည်။ Semiconductor Industry Association ၏ လေ့လာမှု (၂၀၂၃) အရ အီလက်ထရောနစ်ပစ္စည်းများ ပျက်စီးခြင်း၏ ၅၅% သည် အပူစီမံခန့်ခွဲမှု မကောင်းခြင်းကြောင့် ဖြစ်ပါသည်။ EV ဘက်ထရီစနစ်များတွင် RDS(on) သည် 1mΩ အောက်ရှိသော ခေတ်မီ MOSFET များသည် ယခင်ကာလကိရိယာများနှင့် နှိုင်းယှဉ်ပါက ပို့ဆောင်မှုဆုံးရှုံးမှုကို ၄၀% လျော့နည်းစေပါသည်။

MOSFET ၏ သက်တမ်းနှင့် ဘေးကင်းမှုအပေါ် ဂျန်ရှင်အပူချိန်၏ သက်ရောက်မှု

အများဆုံး ဂျန်ရှင်အပူချိန် 175°C အထက်တွင် အသုံးပြုပါက ဂိတ်အောက်ဆိုဒ် ပျက်စီးမှုကို တိုးမြင့်စေပြီး အပူချိန် 10°C တက်လာတိုင်း သက်တမ်း ၃၀ မှ ၄၀% အထိ တိုတောင်းသွားပါသည်။ အပူချိန် စမ်းသပ်မှုများအရ ၁၀၀A အဆက်မပြတ် အသုံးပြုနေစဉ်အတွင်း သင့်တော်သော အပူဖြန့်ပေးသည့်စနစ်သည် ဂျန်ရှင်အပူချိန်ကို 125°C အောက်တွင် ထိန်းပေးနိုင်ပြီး စက်မှုလုပ်ငန်းမော်တာများတွင် ကိရိယာ၏ သက်တမ်းကို ၁၀၀,၀၀၀ နာရီကျော်အထိ တိုးမြှင့်ပေးနိုင်ပါသည်။

အပူဖြန့်ကျက်မှုကို မြှင့်တင်ရန် PCB ဒီဇိုင်းနည်းလမ်းများ

နည်းပညာ	အပူချိန် မြှင့်တင်မှု	ကုန်ကျစရိတ်သက်ရောက်မှု
2oz ကော်ပါပါသော အလွှာများ	အပူဖြန့်ဝေမှု ၂၅% ပိုကောင်းမွန်ခြင်း	+၁၅% PCB ကုန်ကျစရိတ်
အပူဖြန့် ဗိုက်များ	အပူချိန် ၁၈°C လျော့ကျခြင်း	+$0.02 တစ်ဆက်လျှင်
ဖော်ထုတ်ထားသော ပက်ဒ်များ	θJA အား 35% နိမ့်ချ	ရီဖလော့ အကောင်းဆုံးဖြစ်အောင် လိုအပ်သည်

လေအေးသွင်းခြင်းနှင့် အရည်အေးသွင်းခြင်း - ပိုမိုသိပ်သည်းသော ပါဝါစနစ်များအတွက် အပြန်အလှန် စီးပွားရေးဆိုင်ရာ ရွေးချယ်မှုများ

စာဗာပါဝါပေးစက်များတွင် လေအေးသွင်းခြင်းသည် cm² လျှင် 75W အထိ ပံ့ပိုးပေးနိုင်ပြီး တိုက်ရိုက်အရည်အေးသွင်းခြင်းသည် စနစ်၏ ရှုပ်ထွေးမှု 40% ပိုမိုမြင့်တက်စေသော်လည်း cm² လျှင် 200W အထိ ကိုင်တွယ်နိုင်သည်။ ဖုန်းဆက်သွယ်ရေး အသုံးချမှုများတွင် အဆင့်ပြောင်းပစ္စည်းများ ပေါ်လာလျက်ရှိပြီး MOSFET ကိုယ်ထည်အပူချိန်ကို မိနစ် 30 ကြာ တိုးမြင့်သော ဝန်အောက်တွင် ပတ်ဝန်းကျင်နှင့် 5°C အတွင်း ထိန်းသိမ်းပေးသည်။

အနာဂတ် တိုးတက်မှုများ - ကျယ်ပြန့်သော ဘန်းဂက် ဆီမီကွန်ဒပ်တာများနှင့် နောက်မျိုးဆက် ပါဝါစီမံခန့်ခွဲမှု

SiC နှင့် GaN ၏ အားသာချက်များ - ရိုးရာ ဆီလီကွန် MOSFET များနှင့် နှိုင်းယှဉ်ပါက

ဆီလီကွန် ကာဘိုင်း (SiC) နှင့် ဂလီယမ် နိုက်ထရိုက် (GaN) တို့ကဲ့သို့သော အလွှာကျယ်မီးကူပိုမိုခေတ်မီသည့် ဆီမီးကွန်ဒပ်တာများသည် ရိုးရာ ဆီလီကွန် MOSFET များကို အဓိက နယ်ပယ်များစွာတွင် သာလွန်နေပါသည်။ ၎င်းတို့သည် ပိုမိုကောင်းမွန်သော စွမ်းဆောင်ရည်၊ ပိုမိုမြန်ဆန်စွာ ပြောင်းလဲနိုင်မှုနှင့် ပိုမိုကောင်းမွန်သော အပူချိန်ကို ထိန်းချုပ်နိုင်မှုတို့ကို ရှေးဟောင်းနည်းပညာများထက် ပိုမိုကောင်းမွန်စွာ ပေးစွမ်းနိုင်ပါသည်။ ဆီလီကွန်ကာဘိုင်းသည် ဆီလီကွန်ထက် လျှပ်စစ်စက်ရုံများကို ၁၀ ဆခန့် ပိုမိုခံနိုင်ရည်ရှိသောကြောင့် ထင်ရှားပါသည်။ ထိုအချက်ကြောင့် ထုတ်လုပ်သူများသည် drift layer ကို ပိုမိုပါးလွှာစေရန် ပြုလုပ်နိုင်ပါသည်။ 2023 ခုနှစ်က Future Market Insights ၏ အစီရင်ခံစာအရ မြင့်မားသော ဗို့အားများကို ကိုင်တွယ်ရာတွင် ဆက်တိုက်မှုကို ခန့်မှန်းခြေ ၄၀% ခန့် လျော့ကျစေပါသည်။ ဂလီယမ်နိုက်ထရိုက်တွင် အခြားသော အားသာချက်တစ်ခုလည်းရှိပါသည်။ ၎င်း၏ အီလက်ထရွန်များသည် အလွန်မြန်ဆန်စွာ ရွေ့လျားနိုင်သောကြောင့် ၁၀ MHz ကျော် ဖရီးကွင်စီများတွင် ပြောင်းလဲနိုင်ပြီး ထိုကဲ့သို့သော အရွယ်အစားကြီးမားသည့် passive component များကို မလိုအပ်တော့ပါ။ နောက်လာမည့် နှစ်များအတွက် လေ့လာသုံးသပ်သူများက 2030 ခုနှစ်တွင် လျှပ်စစ်ကားများ၏ စွမ်းအင်စနစ်များ၏ နှစ်ပုံတစ်ပုံခန့်သည် ဤခေတ်မီသော ပစ္စည်းများကို အသုံးပြုလာမည်ဟု ခန့်မှန်းကြပြီး အပူချိန် 200 ဒီဂရီစင်တီဂရိတ်ကျော်လွန်သည့်အခါတွင်ပါ ယုံကြည်စိတ်ချရသော စွမ်းဆောင်ရည်ကို ပေးစွမ်းနိုင်သောကြောင့် ဖြစ်ပါသည်။

ဥပမာအဖြစ် ဆိုလာအိုင်ဗာတာများတွင် SiC MOSFET များကို အသုံးပြု၍ 99% ထက်ပိုသော စွမ်းဆောင်ရည်ရရှိခြင်း

လယ်ကွင်းတွင် ပြုလုပ်သော စမ်းသပ်မှုများအရ ဆီလီကွန်ကာဘိုက် MOSFET များသည် ဆိုလာအိုင်ဗာတာများကို 99% ထက်ပိုသော စွမ်းဆောင်ရည်သို့ မြှင့်တင်ပေးနိုင်ကြောင်း ပြသခဲ့ပြီး ၎င်းသည် ရိုးရာဆီလီကွန်အစိတ်အပိုင်းများဖြင့် ရရှိသော စွမ်းဆောင်ရည်ထက် ရာခိုင်နှုန်း ၃ ခုခန့် ပိုမိုကောင်းမွန်ပါသည်။ စံသတ်မှတ်ထားသော 12 kW စီးပွားဖြစ်စနစ်တစ်ခုကို ဥပမာအဖြစ်ယူပါက SiC နည်းပညာသည် မလိုအပ်သော ပြောင်းလဲမှုဆိုင်ရာ ဆုံးရှုံးမှုများကို အချိုးအစား ၅၀ ခန့် လျော့နည်းစေပြီး ထို့ကြောင့် ကုမ္ပဏီများသည် နွှေးထုတ်စနစ်များကို ဧရိယာအားဖြင့် 30% လျော့နည်းသော နေရာတွင် အသုံးပြုနိုင်ပြီး ဝန်ထုတ်ဝန်ပိုးမှုများ ပြောင်းလဲသည့်အခါတွင်ပင် 98.7% နီးပါး စွမ်းဆောင်ရည်ဖြင့် လည်ပတ်နိုင်စေပါသည်။ ၂၀၂၄ ခုနှစ်မှ လုပ်ထုတ်သော စာတမ်းတစ်စောင်အရ ဤတိုးတက်မှုများသည် ဆိုလာစွမ်းအင်စက်ရုံများသည် တစ်နှစ်လျှင် စွမ်းအင် 18% ပိုမိုရရှိစေပြီး အစိမ်းရောင်စွမ်းအင်စီမံကိန်းများတွင် ရင်းနှီးမြှုပ်နှံမှုများကို ပြန်လည်ရရှိရန် အချိန်ကို ပိုမိုတိုတောင်းစေကြောင်း ဖော်ပြထားပါသည်။ နည်းပညာဆိုင်ရာ အသံထွက်များသော်လည်း ဤအရာများသည် အထူးကောင်းမွန်ပါသည်!

ဟိုက်ဗရစ်မော်ဂျျကျူးများနှင့် ကျယ်ပြန့်သော Bandgap ကို စျေးနှုန်းချိုသာစွာဖြင့် အသုံးပြုနိုင်ရန် လမ်းကြောင်းများ

ပါဝါအီလက်ထရွနစ်ကိစ္စများတွင် SiC နှင့် GaN ခလုတ်များကို ပုံမှန်ဆီလီကွန်ဒိုင်ယိုဒ် (သို့) IGBT များနှင့် ရောစပ်ထားသည့် ဟိုက်ဘရစ်မော်ဂျျက်များသည် ဈေးနှုန်းနှင့်စွမ်းဆောင်ရည်ကြား ဉာဏ်ရည်မီသော အလယ်အလတ်နေရာကို ပေးစွမ်းနိုင်ပါသည်။ ဤပေါင်းစပ်မှုများသည် စနစ်တစ်ခုလုံး၏ ကုန်ကျစရိတ်ကို 24% မှ 40% အထိ လျှော့ချပေးနိုင်ပြီး ဤအဆင့်မြင့်ပစ္စည်းများ၏ အဓိက အားသာချက်များကိုလည်း အများအားဖြင့် ရရှိစေပါသည်။ ယနေ့ခေတ်တွင် အိမ်သုံး EV အားသွင်းစက်များ၊ စက်မှုလုပ်ငန်းကြီးများရှိ မော်တာစနစ်များနှင့် ဓာတ်အားလိုင်းကွန်ရက်နှင့် ချိတ်ဆက်ထားသော ဘက်ထရီသိုလှောင်မှုစနစ်ကြီးများတွင် ဤမော်ဂျျက်များကို နေရာတိုင်းတွင် တွေ့နေရပါပြီ။ ဤစနစ်များ၏ အထင်ရှားဆုံးအချက်မှာ ယခင်နည်းပညာများနှင့် နှိုင်းယှဉ်ပါက အအေးပေးစနစ်လိုအပ်ချက် သိသိသာသာ လျော့နည်းနေခြင်းဖြစ်ပါသည်။ မဂါဝပ် 100 ခန့် အသုံးပြုနေသော စက်ရုံကြီးများအတွက် အအေးပေးစနစ်တွင် တစ်နှစ်လျှင် ဒေါ်လာ သိန်းခြောက်သိန်းခွဲခန့် ခွဲခြားသက်သာမှုရရှိပြီး အချိန်ကြာလာသည်နှင့်အမျှ စုစုပေါင်းကုန်ကျစရိတ်ကို သိသိသာသာ လျော့နည်းစေပါသည်။

အမေးအဖြေများ

• ပါဝါအီလက်ထရွနစ်များတွင် MOSFETs များကို အသုံးပြုခြင်း၏ အဓိက အားသာချက်များမှာ အဘယ်နည်း?
  MOSFET များသည် ပိုမိုနည်းပါးသော ပြောင်းလဲမှုဆုံးရှုံးမှု၊ အလွန်မြန်သော ပြောင်းလဲနိုင်မှုနှုန်းနှင့် ထိရောက်မှုမြင့်မားမှုတို့ကို ပေးစွမ်းနိုင်ပါသည်။ ၎င်းတို့သည် DC/DC ပြောင်းလဲစက်များကဲ့သို့ အမြင့်မြန်နှုန်းဖြင့် အသုံးပြုနိုင်သော စက်ပစ္စည်းများတွင် အထူးထိရောက်ပါသည်။
• ဘက်ထရီစီမံခန့်ခွဲမှုစနစ်များတွင် MOSFET များက မည်သို့အထောက်အကူပြုပါသနည်း။
  MOSFET များသည် ဆဲလ်ဖိအားများကို ဟန်ချက်ညီစေပြီး လျှပ်စီးကြောင်း အလွန်အကျွံကာကွယ်မှုကို ပေးစွမ်းကာ ဘက်ထရီ၏ ဘေးကင်းလုံခြုံမှုနှင့် သက်တမ်းတိုးရန် အာမခံပေးပါသည်။
• နောင်လာမည့် စွမ်းအင်စီမံခန့်ခွဲမှုစနစ်များတွင် ကျယ်ပြန့်သော bandgap ဆီမီးကွန်ဒပ်က်တာများ အဘယ်ကြောင့် အရေးပါပါသနည်း။
  SiC နှင့် GaN ကဲ့သို့သော ကျယ်ပြန့်သော bandgap ပစ္စည်းများသည် ရိုးရာ ဆီလီကွန်ပစ္စည်းများထက် စွမ်းဆောင်ရည် သိသိသာသာ မြင့်တက်စေပြီး အပူစီမံခန့်ခွဲမှုအတွက် အကျိုးကျေးဇူးများကို ပေးစွမ်းနိုင်ပါသည်။