Leistungshalbleiter
Welche Materialeigenschaft wirkt sich bei der „Baliga-Gütezahl“, die Materialien für unipolare Leistungsbauelemente vergleicht, besonders stark aus?
- AGitterkonstante
- BDurchbruchfeldstärke (wirkt in der dritten Potenz)
- CThermischer Ausdehnungskoeffizient
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Antwort: B. Durchbruchfeldstärke (wirkt in der dritten Potenz)
Die Baliga-Gütezahl wird mit Permittivität ε, Beweglichkeit μ und Durchbruchfeldstärke Ec als εμEc³ ausgedrückt und ist ein Maß dafür, wie klein der Widerstand der Driftschicht bei gleicher Sperrspannung sein kann (je größer, desto besser). Da die Durchbruchfeldstärke in der dritten Potenz eingeht, haben SiC und GaN mit etwa dem 10-Fachen von Ec von Si selbst bei einer Beweglichkeit auf Si-Niveau oder darunter eine Gütezahl, die um einige hundert Faktoren über der von Si liegt. Das ist auch der Grund, warum Ga2O3 und Diamant mit noch größerem Ec als Materialien der nächsten Generation erwartet werden.