IEEE Best Oral Presentation Award für Michael Basler

Ausgezeichnet wurde der Ingenieur des Fraunhofer IAF für die Vorstellung seines Papers »Monolithically Integrated Two-Stage GaN Gate Drivers«, das er zusammen mit seinen Kollegen Dr. Richard Reiner, Jun.‑Prof. Dr. Stefan Mönch, Daniel Grieshaber, Fouad Benkhelifa und Prof. Dr. Rüdiger Quay erarbeitet hat. In dem Paper stellt Basler einen zweistufigen Gate-Treiber auf Basis des Verbindungsleistungshalbleiters Galliumnitrid (GaN) und dessen Integration in GaN-Leistungsschaltungen vor. Der zweistufige Ansatz erhöht die Flexibilität des Bauelements und ermöglicht es, verschiedene Treiber-Topologien zu realisieren.

Zweistufiger Gate-Treiber für GaN-HEMTs

Der zweistufige Treiber wurde einer On-Wafer-Charakterisierung unterzogen und schließlich mithilfe von Simulation im Zusammenspiel mit verschiedenen Leistungstransistoren in einem integrierten Schaltkreis hinsichtlich Energieverbrauch, Schaltgeschwindigkeit und Verzögerungszeit optimiert. Bei einer Betriebsspannung mit Bootstrap-Kondensator erreichte die Schaltung einen Energieverbrauch von 10,3 mW, bei zwei Betriebsspannungen und einer Schaltfrequenz von 500 kHz, einem Betriebszyklus von 50 % und einem Lade-Kondensator von 100 pF erreichte sie 23,0 mW.

Integrierte Peripherie für effizientere Leistungselektronik

In der Leistungselektronik werden zunehmend Bestandteile der Systemperipherie, beispielsweise Treiber, Sensoren oder Schutzschaltungen, auf den Transistorchips integriert. Insbesondere die Integration von Gate-Treibern in Transistoren mit hoher Elektronenbeweglichkeit (HEMT) ist eine bevorzugte Lösung, um Leistungselektronik kompakter zu gestalten und sie schneller und sauberer schalten zu lassen. Durch sie sinkt die Komplexität übergeordneter leistungselektronischer Systeme, während ihre Effizienz steigt.