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2020年06月03日 | 美大学研发超高压晶体管 可提高电动车的续航能力和效率
2020-06-03 来源：EEWORLD
美国布法罗大学科研团队开发了一种新形式的功率MOSFET晶体管，这种晶体管可以用最小的厚度处理难以置信的高电压，可能会提升电动汽车电力电子元件效率。金属氧化物半导体场效应晶体管，也就是我们常说的MOSFET，是各种消费类电子产品中极为常见的元件，尤其是汽车电子领域。
功率MOSFET是一种专门为处理大功率负载而设计的开关。每年大约有500亿个这样的开关出货。实际上，它们是三脚、扁平的电子元件，可作为电压控制开关。当在栅极引脚上施加足够的（通常是相当小的）电压时，就会在其他两个引脚之间建立连接，完成一个电路。它们可以非常快速地开启和关闭大功率电子器件，是电动汽车不可或缺的一部分。
通过创建基于氧化镓的MOSFET，布法罗大学的团队声称，他们已经研究出了如何使用薄如纸的晶体管来处理极高的电压。当用一层常见的环氧树脂聚合物SU-8 "钝化 "后，这种基于氧化镓的晶体管在实验室测试中能够处理超过8000伏的电压，然后才会出现故障，研究人员称这一数字明显高于用碳化硅或氮化镓制成的类似晶体管。
实验当中，氧化镓的带隙数字为4.8电子伏特，令人印象深刻。带隙是衡量一个电子进入导电状态所需的能量，带隙越宽，效果越好。硅是电力电子器件中最常见的材料，其带隙为1.1电子伏特。碳化硅和氮化镓的带隙分别为3.4和3.3电子伏特。因此，氧化镓的4.8电子伏特带隙使其处于领先地位。
通过开发一种能够以极小的厚度处理极高电压的MOSFET，布法罗团队希望其工作能够为电动车领域、机车、飞机、微电网技术以及潜在的固态变压器等更小、更高效的电力电子器件做出贡献。
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史海拾趣
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