POWER4 - aprile2014
IX
SiC
Il silicio, che per decenni ha dominato incontrastato il
settore dei dispositivi elettronici, è stato manmano af-
fiancato da una serie di semiconduttori composti, bina-
ri e ternari. Le ricerche in questo settore hanno infatti
permesso di scoprire che, utilizzando particolari com-
posti, si possono sfruttare proprietà prima sconosciute,
che permettono di ottenere comportamenti utili in set-
tori dove il silicio offre scarse prestazioni. Nel campo
dell’emissione luminosa, ad esempio, gli attuali diodi
LEDnon si sarebberopotuti utilizzare con il silicio, poi-
ché per ottenere emissioni nel visibile occorre unmate-
riale conun energy-gappiù elevatodi quellodel silicio.
Non solo, ma per poter operare agevolmente alle alte
frequenze occorre unmateriale in cui i portatori di ca-
rica viaggino più velocemente che nel silicio. Inoltre,
per particolari tipi di sensori in campo chimico, ottico
o fisico occorrono materiali specifici, sviluppati appo-
sitamente. Ma il settore dove da alcuni anni si sta regi-
strando un notevole impulso di ricerca e applicazioni
sui semiconduttori composti di tipobinario èquellodei
dispositivi di potenza. Si potrebbe obiettare che diodo,
transistor e tiristori di potenza in silicio sono sempre
stati fatti. Uno dei principali motivi è che, se cambian-
domateriale si possonootteneremigliori performance,
perché non cambiare?
Maggior efficienza
Nel settore dei dispositivi di potenza il parametro che
condiziona maggiormente le prestazioni di un circuito
di pilotaggio di un carico è sostanzialmente la tempera-
turamassima di lavoro, che vamantenuta entro i limiti
di sicurezza, dimensionando accuratamente i dissipato-
ri, la ventilazione forzata e, per lemaggiori potenze, la
circolazione di un liquido refrigerante.
La temperaturaoperativadi un elemento a semicondut-
PaoloDeVittor
I semiconduttori composti
nei
dispositivi di potenza
I costruttori di dispositivi di potenza hanno imparato ad affiancare l’onnipresente silicio
ad alcuni semiconduttori composti, grazie ai quali è possibile ottenere prestazioni
decisamente più elevate
Power
Fig. 1 – Confronto fra i tempi di recupero di diodi al
silicioealcarburodi silicioaparicondizionidi lavoro
(Fonte Infineon)
