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Grundlagen der Leistungshalbleiter

Power Devices zwischen Theorie und elektrischer Realität

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Schritt 3 zur Realität: Georg Simon Ohm

Schrauben, Kupferschienen, Bonddrähte und das Metall auf der DCB-Oberfläche bringen als reale Leiter einen Bahnwiderstand mit sich, der zu Ohmschen Verlusten führt. Die um diese Widerstände erweiterte Darstellung des Schalters findet sich in Bild 7.

Hersteller von Leistungshalbleiter-Modulen geben für den Widerstand eines Produktes den Parameter RCC’-EE‘ an, der den Widerstand vom Hauptkollektor bis zum Hauptemitter beinhaltet.

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Obwohl hier Werte auftreten die man vernachlässigen möchte, ist der Einfluss dieser Komponente dennoch erheblich. Das Datenblatt eines Hochleistungs-IGBT für 3600 A/1200 V weist für diesen Parameter einen Wert von 85 µΩ aus.

Wird ein solches Modul mit seinem Nennstrom betrieben, tritt alleine an diesem Widerstand eine Verlustleistung von über 1000 W auf, die das thermische Budget des Designs belastet.

Schon dies macht deutlich, dass eine thermische und ebenso eine mechanische Betrachtung des Leistungshalbleiters Teil der Entwicklungsphase sein müssen.

In einer weiteren Folge der Betrachtungen zum Thema „Leistungshalbleiter zwischen Abstraktion und elektrischer Realität“ nimmt Autor Martin Schulz im Online-Artikel mit der Beitragsnummer 43645761 auf der Seite elektronikpraxis.de die thermo-mechanische Realität unter die Lupe.

* Dr. Martin Schulz arbeitet im Application Engineering bei Infineon Technologies in Warstein.

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