Японский стартап Power Diamond Systems, созданный при Университете Васэда, успешно разработал алмазный MOSFET с выдерживаемым напряжением 550 В и током стока 0,8 А, а также впервые продемонстрировал его переключение при напряжении 200 В и токе 1 А. Это важная веха на пути к практическому применению алмазных силовых полупроводников.
Алмазные полупроводники обладают превосходными физическими свойствами, такими как широкая запрещённая зона (Wide Bandgap) и высокая напряжённость электрического поля пробоя изоляции. Их считают важным материалом для силовых компонентов следующего поколения, однако для практического применения по-прежнему необходимо решить техническую задачу: одновременно повысить допустимое напряжение и снизить сопротивление в открытом состоянии (On-resistance).
В частности, при проектировании устройств на высокое напряжение у края затвора легко возникает концентрация электрического поля, ограничивающая способность выдерживать напряжение между стоком и истоком. Кроме того, для увеличения допустимого тока прежде нередко приходилось соединять параллельно несколько небольших компонентов, чтобы получить более высокий выходной ток.
Чтобы решить эти проблемы, Power Diamond Systems опиралась на собственную базовую технологию алмазных MOSFET и внедрила конструкцию с «полевой пластиной» (Field Plate). Она позволяет эффективно распределять и ослаблять концентрацию электрического поля у края затвора, повышая тем самым допустимое напряжение устройства.
Кроме того, исследовательская группа разработала конструкцию с увеличенной площадью компонента, благодаря чему одно устройство способно пропускать больший ток. Это позволяет обеспечить высокотоковое управление без параллельного соединения нескольких небольших компонентов.
Ожидается, что результаты этой работы будут способствовать практическому внедрению алмазных силовых полупроводников в высокоэффективные системы силовой электроники.
