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una maggiore efficienza energetica, una minore genera- zione di calore, una maggiore durata e resistenza agli urti e alle vibrazioni. La maggiore mobilità degli elettroni del GaN lo rende molto più adatto ad applicazioni ad alta fre- quenza, perché il suo gate ha una capacità elettrica molto bassa. D’altra parte, il SiC ha una maggiore conduttività termica ed è ideale per circuiti a bassa frequenza e per le applicazioni di alta potenza (per esempio automobili- stiche e solari) nelle quali non è necessaria una commu- tazione ad alta frequenza ma il sistema opera principal- mente in alta tensione. Una molteplicità di applicazioni I componenti elettronici a semiconduttore WBG sono ideali per le applicazioni di potenza ma il loro utilizzo è altamente diversificato in tanti settori. Inoltre, il SiC e il GaN sono molto efficaci per la realizzazione di dispositi- vi estremamente efficienti e compatti. Uno dei maggiori campi di impiego oggi è rappresentato dal settore del- la mobilità elettrica, dedicata alle auto elettriche e alle infrastrutture per la ricarica dei veicoli, a volte capaci di erogare centinaia di kilowatt. Anche i settori relativi alla produzione di energia pulita, come l’eolico e il sola- re, sono un centro focale dei componenti SiC e GaN, per i quali spesso i sistemi lavorano con enormi potenze, an- che nell’ordine dei megawatt. Non sono esclusi, natural- mente, i settori del trasporto ferroviario, con la gestione di motori estremamente potenti e l’automazione indu- striale con il comando di dispositivi robotici e macchine automatiche. Scendendo più nel particolare i componen- ti WBG trovano larghe applicazioni nei convertitori di energia, nel pilotaggio dei motori elettrici, negli inverter, nei sistemi di illuminazione a LED, negli alimentatori e anche nei dispositivi di comunicazione. Il carburo di si- licio è particolarmente adatto alle applicazioni di gran- de potenza poiché esso può sopportare tensioni elevate, Fig. 2 - Carico di potenza attraversato da una corrente molto alta POWER WIDE BAND GAP Fig. 1 - Il band gap nei conduttori, nei semiconduttori e negli iso- lanti molto di più di quelle del silicio. Sono caratterizzati da una maggiore conducibilità termica con basse perdite di potenza. I componenti a SiC sono particolarmente adat- ti anche per applicazioni in sistemi di trasmissione di energia elettrica, veicoli elettrici, impianti fotovoltaici e stazioni di ricarica. Con essi è possibile disporre di veico- li dotati di maggiore autonomia, consentendo anche una ricarica più rapida con un minor impatto ambientale. Un importante campo di applicazione è rappresentato dall’e- nergia rinnovabile. I convertitori a SiC, per esempio, sono impiegati in impianti di energia solare ed eolica per mi- gliorare l’efficienza della conversione dell’energia elet- trica, aumentando la produzione di energia da fonti rin- novabili. Con l’alta tensione utilizzata si possono ridurre le sezioni e i costi dei cavi. Con le maggiori frequenze di commutazione dei dispositivi WBG, molto maggiori ri- spetto al Si e al Ge, si possono realizzare dispositivi più veloci e precisi ma, soprattutto, meno ingombranti, in quanto i componenti induttivi (induttanze e trasforma- tori) possono avere dimensioni più contenute. Rds(ON): un parametro fondamentale Uno dei parametri più importanti dei MOSFET a SiC o a GaN è la resistenza del canale drain-source durante la sua conduzione, definito come Rds(ON). Nei dispositivi più obsoleti al silicio esso è legato in maniera importante alla temperatura ed esso aumenta molto più che propor- zionalmente. Tale problema è anche presente nei dispo- sitivi al SiC, ma con entità molto minore. Anche i dispo- sitivi GaN sono superiori al silicio, sotto questo aspetto. Anche per questo semiconduttore il valore della Rds(ON) è decisamente ridotto. In applicazioni switching, ma anche in quelle statiche, i MOSFET WBG offrono perdi- ELETTRONICA OGGI 524 - MARZO 2025 61