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丰田将混合动力车开关电阻降至1/170
盖世汽车网
2007-09-24 10:37:13
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据日经BP社报道，丰田中央研究所和丰田汽车的研究小组试制出了导通电阻降至50ｍΩ·cm2、可实现常关工作的AlGaN/GaN异质结场效应晶体管(HFET)。原来晶体管的导通电阻为8500ｍΩ·cm2，新试制品的导通电阻约为原产品的1/170。
作为混合动力车的电源电路使用的开关元件，该研究小组较为关注GaN类半导体元件，并一直在进行研发。目前，这种元件使用的是基于硅的IGBT。如果使用GaN类半导体，导通电阻将比Si类元件更低，并有望实现高耐压元件。低导通电阻有利于降低损失，而高耐压则有利于提高输出功率。
混合动力车的电源电路使用的开关元件，除低导通电阻及高耐压之外，还要求停止电路工作时实现不处于开放状态的常关工作。此前曾试制出可常关工作的AlGaN/GaN HFET，但导通电阻非常高。
此次能够降低导通电阻的原因是，将电子输送层——二维电子气层形成区域的杂质浓度降到了5×1017cm-3，比原产品的3×1019cm-3降低了近两个数量级。通过降低杂质浓度，可以提高电子迁移率，从而降低导通电阻。
此次在p型GaN层的上层，设置了使p型GaN层的镁难以扩散的AlN层。这样，减少了二维电子气层形成区域的杂质浓度。导入p型GaN层的主要目的是，控制电子流、提高耐压，以实现常关工作。
