Motivation
In der modernen Leistungselektronik geht der Trend hin zu höherer Effizienz bei gleichzeitig verringertem Bauraum. Letzteres hat unter anderem den Vorteil des geringeren Materialeinsatzes, welches Kosten und CO2-Emissionen bei der Herstellung verringert. Diese Ziele sind jedoch mit herkömmlichen Silizum-Leistungshalbleitern nicht zu erreichen, da die Schaltverluste bei höheren Schaltfrequenzen ins Unermessliche steigen würden. Vielversprechend sind hingegen Transistoren, die auf dem Wide-Bandgap Material Gallium-Nitride (GaN) basieren. Diese ermöglichen aufgrund ihrer Materialeigenschaften deutlich geringe Schalt- und Durchlassverluste. Sogenannte Trapping-Effekte, wie etwa der dynamische Einschaltwiderstand, hervorgerufen durch Verschiebung der Ladungsträgerkonzentration, verschlechtern jedoch die Performanz und können mit herkömmlichen Methoden nicht ausreichend charakterisiert werden. Aus diesem Grund wurden in den letzten Jahren anwendungsnahe Charakterisierungsmethoden entwickelt, welche diese Effekte entsprechend berücksichtigen können.

 

Aufgabenstellung
Ziel dieser Arbeit ist es, die bisher am Institut entwickelten Charakterisierungsmethoden für GaN-HEMTs zu verbessern und zu erweitern. Hierfür sollen insbesondere Untersuchungen im taktenden Betrieb des DUTs (Device under Test) möglich sein. Hilfreich zur Umsetzung dieser Arbeit wären Erfahrungen mit Python, Embedded Programmierung (C++ und STM32), Schaltungstechnik und Platinenlayout.