Die Lehrveranstaltung wird auf Deutsch gehalten.
Lernziel:
Leistungshalbleiter sind Schlüsselkomponenten in leistungselektronischen Systemen. Dieser Kurs vermittelt ein fundiertes Verständnis für aktuell bedeutende Leistungshalbleiter und deren praktische Anwendung. Neben deren Aufbau lernen die Studierenden sowohl wichtige statische Eigenschaften, als auch Vorgänge während des Schaltens kennen. Ihnen ist bekannt, wie sich das transiente Verhalten durch die Ansteuerung beeinflussen lässt. Die Studierenden sind in der Lage einen passenden Leistungshalbleiter auszuwählen und wichtige Designeigenschaften zu dimensionieren. Dabei können sie Anforderungen an die Robustheit berücksichtigen.
Stoffplan:
- Grundlagen der Halbleiterphysik (Beweglichkeiten, Rekombination und Generation, Stoßionisation, Drift-Diffusionsmodell)
- Aufbau und prinzipielle Funktionsweise von Leistungshalbleitern (Schottkydiode, Bipolardiode, Thyristor, MOSFET, IGBT, RC-IGBT und GaN-HEMT)
- Dimensionierung einer Driftregion bezüglich Sperrfestigkeit
- Unipolare Grenze
- pn-Übergang im Durchlass
- Hochinjektion im bipolaren Bauelement am Beispiel einer Leistungsdiode und eines IGBT
- Hartes Schalten inkl. Ansteuerung (MOS-gesteuert und zusätzlich Plasma-gesteuert im Falle eines IGBT)
- Ausräumvorgang während des Diodenabschaltens
- Aspekte der Grenzrobustheit
- Aufbau und Verbindungstechnik am Beispiel eines Leistungsmoduls
- Halbleitermaterialien: Silizium und Siliziumkarbid
Vorkenntnisse:
Notwendig: Leistungelektronik I, Halbleiter Grundlagen z.B. aus Werkstoffkunde.
Ihr Dozent für dieses Modul
