BA – Charakterisierung von Halbbrückentreibern für GaN-HEMT bei tiefen Temperaturen

Der Einsatz von GaN-Leistungshalbleiter in kryogenen Anwendungen, insbesondere in der Luftfahrt, bietet Vorteile wie schnelle Schaltzeiten und niedrige Schaltverluste. Diese können jedoch nur vollständig ausgeschöpft werden, wenn auch die zugehörigen Gate-Treiber ebenfalls entsprechend schnell und präzise schalten können. Um die Schaltleistung einer Halbbrücke zu optimieren und die Totzeit zu reduzieren, müssen die High-Side und Low-Side-Treiber dabei in ihren Timing-Eigenschaften sehr eng aufeinander abgestimmt sein.

Um einen effizienten Betrieb bei kryogenen Temperaturen zu gewährleisten, ist im Rahmen dieser Arbeit das Verhalten von Halbbrückentreibern mit hoher Sperrfähigkeit (> 600 V) bei tiefen Temperaturen bis −196 °C umfassend zu charakterisieren. Dabei soll auf die Treibereigenschaften der Endstufe (Signallaufzeiten, Schaltzeiten, Stromtreiberfähigkeit…) als auch auf integrierte Schutzschaltungen wie z.B. UVLO eingegangen werden. Ein weiterer zu untersuchender wichtiger Aspekt isolierender Treiber ist die Immunität gegen schnelle Transienten (CMTI).

Im Hinblick auf die zu charakterisierenden Eigenschaften isolierender Halbbrückentreiber bei tiefen Temperaturen ist eine Testplatine zu entwerfen, mit der möglichst viele Treiber parallel getestet werden können, um den gesamten Stickstoffverbrauch aufgrund der Abkühlvorgänge auf -196°C gering zu halten. Dies ist auch bei der Messplanerstellung zu berücksichtigen.

Bearbeiter: Inka Freundorfer

Betreuer: Stefanie Büttner

Für Studienfächer: Mechatronik

Verantwortlicher: Prof. Dr.-Ing. Martin März